本發明公開的一種鉛碳電池負極添加劑材料的制備方法，制備包括以下步驟：去皮后的茄子置于鉛源中浸泡；冷凍浸泡后的去皮茄子；冷凍干燥處理冷凍后的去皮茄子；惰性氣氛下，管式爐中高溫煅燒，洗滌、烘干，即得鉛碳復合材料，將鉛碳復合材料作為鉛碳電池負極添加劑按2%質量分數添加至鉛酸電池負極中，以76%氧化度的鉛粉為100%計，能夠有效地抑制鉛酸電池負極的析氫反應，能延長鉛酸電池的循環壽命。

技術領域

本發明涉及鉛碳電池材料領域，具體涉及一種鉛碳電池負極添加劑材料的制備方法及其應用方法。

背景技術

在傳統化石能源的過度使用導致全球環境問題的背景下，可持續綠色發展理念越來越得到社會各界的廣泛支持。鉛酸電池作為一種新型儲能設備，具有成本低廉、安全性高、循環壽命長、儲能規模大、環境友好（回收率達99%）等特點，使得鉛酸電池在當今世界上仍占有重要位置，被廣泛地應用于不間斷電源，電網和動力汽車等領域。近年來，鉛酸蓄電池重新成為了新能源儲能系統研究的熱點，鉛酸電池目前占全球儲能市場的70％，規模約800億美元，其未來市場規模估計將會達到數萬億美元。然而，目前鉛酸蓄電池依然存在比能量較低，活性物質利用不充分，電池高低溫性能欠佳等諸多共性技術問題。

為了解決上述鉛酸電池所存在的問題，鉛酸電池的研究者們通過在電池負極活性物質中引入碳材料而發展了鉛碳超級電池，抑制鉛酸電池負極在工作過程中出現硫酸鉛微晶向大尺寸硫酸鉛晶體顆粒轉化的問題，較好地緩解了負極的不可逆硫酸鹽化現象，有效地提高了負極活性物質的利用率，改善了電池的倍率特性以及高倍率部分荷電態（HRPSoC）循環性能。此外，通過高比表面積無定形碳材料中引入鉛對材料進行復合改性，使之進一步強化其與傳統氧化鉛粉所制備鉛膏活性組分之間的固化作用，有效構筑負極導電網絡并強化機械結構。但是在負極中加入碳材料會隨之引發負極板過度析氫問題。并且根據目前文獻的報道，鉛碳復合材料的制備通常是采用以活性碳材料作為碳基底，進行鉛負載的方法來實現碳材料和鉛的復合改性，該方法從原料到最后的產物制備，所涉及的步驟較多，能耗較大，經濟效益較差。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種鉛碳電池負極添加劑材料的制備方法，制備一種能作為鉛碳電池負極添加劑的鉛碳復合材料，能夠有效地抑制鉛酸電池負極的析氫反應，能延長鉛酸電池在HRPSoC狀態下的循環壽命。

本發明的技術方案是，提供一種鉛碳電池負極添加劑材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）去皮后的生茄子置于鉛源中浸泡；

（2）冷凍浸泡后的去皮茄子；

（3）冷凍干燥處理冷凍后的去皮茄子；

（4）惰性氣氛下，高溫煅燒步驟（3）所得產物，洗滌、烘干，即得所述鉛碳復合材料。

優選地，所述鉛源為飽和硝酸鉛。

優選地，所述步驟（1）浸泡時長為24h-48h。

優選地，所述步驟（2）冷凍溫度為-20℃~-40℃。

優選地，所述步驟（2）冷凍時長為4h-8h。

優選地，所述步驟（3）冷凍干燥的溫度為-30℃~-60℃。

優選地，所述步驟（3）冷凍干燥時長為3h~48h。

優選地，所述步驟（4）高溫煅燒溫度為600℃-1100℃。

優選地，所述惰性氣氛為氮氣。

本發明還提供上述鉛碳復合材料的應用方法，將所述鉛碳復合材料作為鉛碳電池負極添加劑按2%質量分數添加至鉛酸電池負極中，以76%氧化度的鉛粉為100%計。