專利名稱：一種炭漿的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種炭漿的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的快速發(fā)展，環(huán)境污染與傳統(tǒng)能源短缺，人們需要更高效，更環(huán)保的能源來替代或補充傳統(tǒng)能源，這導(dǎo)致對混合動力電動汽車、電動車的需求越來越多。炭是一種常用的儲能材料，鉛酸電池負極加入炭粉可以提高該儲能元件能量密度與功率密度，可以提高電池的循環(huán)壽命。然而炭類材料存在以下問題
一、炭負極的析氫電位較低，降低了水的分解電壓，因此失水量相對較高；
二、炭親水性較差，粘結(jié)不牢靠，很容易松散，在使用過程中，活性炭容易脫出、溶解，失去作用，且極有可能經(jīng)過若干次循環(huán)，極板產(chǎn)生松散，脫落。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述弊端，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種炭漿的制備方法，該炭漿分散均勻，導(dǎo)電性良好，可提高電池的放電功率與電池比能量，減少材料使用量。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種炭漿的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量份數(shù)比，所述炭漿的組份為，炭膠體添加劑水=5 30 :0.1 5 :100，所述的炭取自活性炭，炭黑，石墨的一種或幾種，所述的膠體添加劑取自羧甲基纖維素鈉，羥乙基纖維素，羥丙基甲基纖維素的一種或幾種；使用雙氧水作為氧化劑；使用超聲波作為輔助條件，在超聲波環(huán)境下，使氧化劑產(chǎn)生自由基，自由基氧化炭，使其產(chǎn)生親水基團；在超聲波環(huán)境下，膠體添加劑對炭進行接枝，并改善炭的親水性，使炭可以穩(wěn)定懸浮在水中；膠體添加劑具有粘性，在不另外添加粘結(jié)劑的情況下實現(xiàn)粘結(jié)。
優(yōu)選地，所述炭漿的制備方法具體包括如下步驟
第一步將定量的所述膠體添加劑溶解于去離子水中，制備透明的膠體溶液，備用；
第二步將第一步所得的膠體溶液放入超聲波清洗機中，加入雙氧水作為氧化劑， 雙氧水的濃度為30% 50%，雙氧水的用量為炭重量的10% 20%，對上述膠體溶液進行超聲處理,超聲處理時間為10 30min ；
第三步在上述超聲處理過程中，稱取定量的炭材料，將炭材料加入第二步所述的膠體溶液中，炭至少分兩次加入，當前次加入的炭分散開后再繼續(xù)加入剩余的炭，加完炭后繼續(xù)超聲處理3 5小時，即得到本發(fā)明所述炭漿。
本發(fā)明的有益效果在于
1.本發(fā)明制備的炭漿，可保證7天內(nèi)不產(chǎn)生沉降。
2.本發(fā)明制備的炭漿作為電池配方使用，電池的活性物質(zhì)利用率高，較常規(guī)配方， 可提升負極容量20%以上，節(jié)省了材料使用量。
3.本發(fā)明制備的炭漿作為電池配方使用，電池的放電平臺明顯高于常規(guī)配方，有利于提高蓄電池的放電功率。
4.本發(fā)明制備的炭漿成本較低，與常規(guī)電池配方相比，成本降低了 20%左右。
5.本發(fā)明制備工藝簡單，可大規(guī)模生產(chǎn)?？捎糜阢U碳電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等。
下面將結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。
具體實施方式
實施例1:第一步取50克羥丙基甲基纖維素溶解于IOkg去離子水中，制備透明的膠體溶液，備用。
第二步將第一步所得的膠體溶液放入超聲波清洗機中，并加入雙氧水作為氧化劑，雙氧水的濃度為30%，雙氧水的用量為炭重量的15%，對上述膠體溶液進行超聲處理，超聲時間為30min。
第三步在上述超聲處理過程中，稱取2kg炭黑，Ikg活性炭,炭總計為3kg,將炭加入第二步所述的膠體溶液中，炭分兩次加入，當?shù)谝淮渭尤氲奶糠稚㈤_后，才可第二次加入炭，全部炭加完后，繼續(xù)超聲4小時，即得到含炭量為30%的所述炭漿。
實施例2 :第一步取200克羧甲基纖維素鈉溶解于5kg去離子水中，制備透明的膠體溶液，備用。
第二步將第一步所得的膠體溶液放入超聲波清洗機中，并加入雙氧水作為氧化劑，雙氧水的濃度為50%，雙氧水的用量為炭材料重量的10%，對上述膠體溶液進行超聲處理,超聲時間為15min。
第三步在上述超聲處理過程中，稱取Ikg活性炭，將活性炭加入第二步所述的膠體溶液中，活性炭分三次加入，當?shù)谝淮渭尤氲幕钚蕴糠稚㈤_后，才可第二次加入，如此進行直至全部炭加完后，繼續(xù)超聲3小時，即得到含炭量為20%的炭漿。
實施例3 :第一步取20克羥乙基纖維素溶解于Ikg去離子水中，制備透明的膠體溶液，備用。
第二步將第一步所得的膠體溶液放入超聲波清洗機中，并加入雙氧水作為氧化劑，雙氧水的濃度為50%，雙氧水的用量為炭材料重量的10%，對上述膠體溶液進行超聲處理,超聲時間為20min。
第三步在上述超聲處理過程中，稱取O.1kg活性炭，將活性炭加入第二步所述的膠體溶液中，活性炭分兩次加入，當?shù)谝淮渭尤氲幕钚蕴糠稚㈤_后，才可第二次加入，全部炭加完后，繼續(xù)超聲3. 5小時，即得到含炭量為10%的炭漿。
分別取實施例1、2、3所制備炭漿，進行烘干，對比同一材料在制成炭漿的前后其元素含量以及分散穩(wěn)定性能，結(jié)果見下表。分散前是指沒有制成炭漿前，分散后是指制備成炭漿后。從表中可以看出，制成炭漿后其氧元素質(zhì)量增加，這主要歸功于氧化劑在超聲波環(huán)境下氧化炭，促使親水基團的增加，從而達到在水中分散穩(wěn)定的目的。
權(quán)利要求
1.一種炭漿的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量份數(shù)比，所述炭漿的組份為，炭膠體添加劑水=5 30 :0.1 5 :100,所述的炭取自活性炭,炭黑,石墨的一種或幾種,所述的膠體添加劑取自羧甲基纖維素鈉，羥乙基纖維素，羥丙基甲基纖維素的一種或幾種；使用雙氧水作為氧化劑；使用超聲波作為輔助條件，在超聲波環(huán)境下，使氧化劑產(chǎn)生自由基，自由基氧化炭，使其產(chǎn)生親水基團；在超聲波環(huán)境下，膠體添加劑對炭進行接枝，并改善炭的親水性，使炭可以穩(wěn)定懸浮在水中；膠體添加劑具有粘性，在不另外添加粘結(jié)劑的情況下實現(xiàn)粘結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種炭漿的制備方法，其特征在于，所述炭漿的制備方法具體包括如下步驟第一步將定量的所述膠體添加劑溶解于去離子水中，制備透明的膠體溶液，備用； 第二步將第一步所得的膠體溶液放入超聲波清洗機中，加入雙氧水作為氧化劑，雙氧水的濃度為30% 50%，雙氧水的用量為炭重量的10% 20%，對上述膠體溶液進行超聲處理,超聲處理時間為10 30min ；第三步在上述超聲處理過程中，稱取定量的炭材料，將炭材料加入第二步所述的膠體溶液中，炭至少分兩次加入，當前次加入的炭分散開后再繼續(xù)加入剩余的炭，加完炭后繼續(xù)超聲處理3 5小時，即得到本發(fā)明所述炭漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種炭漿的制備方法，所述炭漿的組份為，炭膠體添加劑水=5～300.1～5100，膠體添加劑取自羧甲基纖維素鈉，羥乙基纖維素，羥丙基甲基纖維素的一種或幾種；使用雙氧水作為氧化劑；使用超聲波作為輔助條件。本發(fā)明制備的炭漿，可保證7天內(nèi)不產(chǎn)生沉降；作為電池配方使用，電池的活性物質(zhì)利用率高，較常規(guī)配方，可提升負極容量20%以上，節(jié)省了材料使用量；作為電池配方使用，電池的放電平臺明顯高于常規(guī)配方，有利于提高蓄電池的放電功率；與常規(guī)電池配方相比，其成本降低了20%左右；制備工藝簡單，可大規(guī)模生產(chǎn)，廣泛用于鉛碳電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等。
文檔編號H01M4/38GK103000868SQ20121058103
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者黎福根, 唐懷遠 申請人:湖南豐日電源電氣股份有限公司