含有氧化鉛和納米材料的復合物的制備方法以及復合物和含有該復合物的鉛酸蓄電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鉛酸蓄電池技術領域，尤其涉及含有氧化鉛和納米材料的復合物的制造方法以及由該制備方法所制備的復合物和含有該復合物的鉛酸蓄電池。
【背景技術】
[0002]電池是一種可以將化學能轉化為電能的能量儲存裝置。傳統的電池包括正極、負極以及位于電池正極與負極之間的電解質離子流體，電池所產生的電流便是電池的電解質離子流體工作的結果。
[0003]電池可以被分為一次性電池和可充電二次電池。鉛酸蓄電池就是可充電電池中的一種。鉛酸蓄電池可以被應用于各種各樣的場合。例如，鉛酸蓄電池可以被用作啟動和驅動電池或用作后備電源，以確保持續的能源來提供不間斷的服務，例如醫療服務或數據維護等服務。鉛酸蓄電池具有多種不同的類型、大小和續航能力，其中，閥控鉛酸蓄電池或者密封閥控鉛酸蓄電池屬于眾多鉛酸蓄電池中的一種。
[0004]—般來說，鉛酸蓄電池被認為是一種具有成本效益高、多樣化且性能可靠的可充電電池，此外，鉛酸蓄電池還包括保持高電荷輸出、低排放以及低維護的優點。但現有的鉛酸蓄電池還需要進一步提尚電池功率、效率以及其壽命。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題之一在于:提供一種含有氧化鉛和納米材料的復合物的制備方法。
[0006]本發明所要解決的技術問題之二在于:提供一種含有由上述的制備方法所制備的復合物的鉛酸蓄電池。
[0007]本發明所要解決的技術問題之三還在于:提供一種由上述的制備方法所制備的復合物。
[0008]作為本發明的第一方面的第一實施例的含有氧化鉛和納米材料的復合物的制備方法，包括:
[0009]制備第一混合物，所述第一混合物包括極性有機溶劑、水、聚合物以及金屬醇鹽；
[0010]將所述第一混合物與氧化鉛混合形成第二混合物；以及
[0011]所述第二混合物進行原位溶膠-凝膠反應產生含有氧化鉛和由所述金屬醇鹽形成的納米材料的復合物。
[0012]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述聚合物為親水性聚合物。
[0013]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述原位溶膠-凝膠反應是通過加熱所述第二混合物啟動的。
[0014]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，還包括從所述復合物除去至少一部分的所述水的步驟。
[0015]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述氧化鉛為粉末狀氧化鉛，其中所述氧化鉛的顆粒尺寸介于I微米和50微米之間。
[0016]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述納米材料的顆粒尺寸介于I納米和100納米之間。
[0017]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述納米材料為金屬醇鹽形成的氧化物。
[0018]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述金屬醇鹽為硅醇鹽或鈦醇鹽。
[0019]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述極性有機溶劑為醇或酮或醇胺溶液。
[0020]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，還包括向所述第一混合物添加催化劑的步驟，所述催化劑為酸性催化劑或堿性催化劑。
[0021]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述第一混合物包括I份的金屬醇鹽、20?200份的極性有機溶劑、0.01?0.1份的水以及0.0001?0.02份的聚合物。
[0022]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述氧化鉛包括氧化鉛或二氧化鉛或四氧化二鉛中的至少一種。
[0023]作為本發明的第二方面的第一實施例的一種鉛酸蓄電池，包括由所述第一實施例的含有氧化鉛和納米材料的復合物的制備方法產生的復合物。
[0024]在本發明的第一實施例的一個優選實施例中，所述鉛酸蓄電池的正電極和/或負電極上含有所述復合物。
[0025]作為本發明的第一方面的第二實施例的含有氧化鉛和納米材料的復合物的制備方法，包括:
[0026]制備第一混合物，所述第一混合物包括水、聚合物以及金屬硅酸鹽；
[0027]將所述第一混合物與氧化鉛混合形成第二混合物；以及
[0028]所述第二混合物進行原位溶膠-凝膠反應產生含有氧化鉛和由所述金屬硅酸鹽形成的納米材料的復合物。
[0029]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述聚合物為親水性聚合物。
[0030]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述原位溶膠-凝膠反應是通過加熱所述第二混合物啟動的。
[0031 ] 在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，還包括從所述復合物除去至少一部分的所述水的步驟。
[0032]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述氧化鉛為粉末狀氧化鉛，其中所述氧化鉛的顆粒尺寸介于I微米和50微米之間。
[0033]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述納米材料的顆粒尺寸介于I納米和100納米之間。
[0034]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述納米材料為金屬硅酸鹽形成的氧化物。
[0035]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述金屬硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鋰或硅酸鉀。
[0036]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，還包括向所述第一混合物添加催化劑的步驟，所述催化劑為酸性催化劑或堿性催化劑。
[0037]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述第一混合物包括I份的金屬硅酸鹽、5?20份的水以及0.0001?0.02份的聚合物。
[0038]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述氧化鉛包括氧化鉛或二氧化鉛或四氧化二鉛中的至少一種。
[0039]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述第一混合物的制備由以下步驟構成，首先將金屬硅酸鹽與水混合形成金屬硅酸鹽水溶液，并采用離子交換樹脂法處理后加入所述聚合物形成所述第一混合物，其中所述金屬硅酸鹽包括硅酸鈉或硅酸鉀或硅酸鋰中的至少一種。
[0040]作為本發明的第二方面的第二實施例的一種鉛酸蓄電池，包括由所述第二實施例的含有氧化鉛和納米材料的復合物的制備方法產生的復合物。
[0041]在本發明的第二實施例的一個優選實施例中，所述鉛酸蓄電池的正電極和/或負電極上含有所述復合物。
[0042]作為本發明的第三方面的一種復合物，包括其顆粒尺寸介于I納米?100納米之間的金屬氧化物以及其顆粒尺寸介于I納米?100納米之間的氧化鉛。
[0043]由于采用了如上的技術方案，本發明的有益效果在于:本發明的復合物能夠使得鉛酸蓄電池的許多特性都得以提高，例如提高了鉛酸蓄電池的使用壽命，提高了鉛酸蓄電池的比能量和比功率。
【附圖說明】
[0044]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0045]圖1示出了本發明的鉛酸蓄電池的反應原理。
[0046]圖2示出了本發明的鉛酸蓄電池組件的一個實施例。
[0047]圖3示出了本發明的原位溶膠-凝膠的反應原理。
[0048]圖4示出了本發明制造鉛酸蓄電池的方法流程。
[0049]圖5示出了本發明的鉛酸蓄電池組件的另一個實施例。
【具體實施方式】
[0050]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0051]鉛酸蓄電池是一個可逆的電化學儲能裝置，利用化學反應來儲存能量。傳統的鉛酸蓄電池包括正極板和負極板，其利用作為電解質的硫酸將電能轉換成化學能，又或者利用硫酸將化學能轉化成電能。
[0052]電池負極由金屬組成，例如鉛；電池正極由氧化鉛組成。在放電周期，電池負極板上的鉛金屬(Pb)與電解液反應(如硫酸)產生硫酸鉛(PbSO4),而電池正極板上的氧化物(二氧化鉛)與電解液反應(如硫酸)產生硫酸鉛(PbSO4)。反應后，硫酸會轉化成水。
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