本发明专利技术公开了一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液，所述铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液由以下质量百分比的组分组成：0.5~10%预处理的碳纳米管，0.5~6%萘磺酸盐甲醛缩聚物，余量为去离子水。本发明专利技术选择萘磺酸盐甲醛缩聚物作为分散剂，通过萘磺酸盐甲醛缩聚物吸附在预处理的碳纳米管表面形成双电层，产生静电排斥和空间位阻双重作用，相对于乳化分散，能大大提高预处理的碳纳米管的分散稳定性，且不影响电池性能。本发明专利技术还提供了一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液制备方法，工艺步骤简单，对设备无特殊要求，易于实施，生产成本低廉，适合大规模推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铅酸蓄电池添加剂，尤其是涉及一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液及其制备方法、应用。
技术介绍
由于铅酸蓄电池性能稳定、成本低等优点，仍然是目前应用最广泛的可再充电能量存储系统。为了满足电池在爬坡加速、启动以及再生制动过程中的动力需求以及高倍率放电情况下的高循环寿命需求，提高铅酸蓄电池高倍率充放电性能和使用寿命成为当务之急。在电池活性物质中添加炭材料能够提高电池的充电接受能力和高循环稳定性；抑制PbSO4的持续增长和失活，提高活性物质的分散及利用率；能够减缓硫酸盐化的趋势，提高高倍率放电下电池的循环寿命。碳纳米管因其纳米级的颗粒、优良的一维导电性、高活性比表面积、独特的力学性能和电化学特性等，是铅酸蓄电池炭添加剂中的最佳选择之一。例如，申请公布号CN 105161770 A，申请公布日2015.12.16的中国专利公开了一种铅酸蓄电池铅膏添加剂，所述铅酸蓄电池铅膏添加剂由以下质量百分含量的组分组成 ：0.5~5% 预处理的一维纳米碳材料，0.5~6% 分散剂，余量为去离子水，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯基吡咯烷酮或聚丙烯酸。该添加剂中的分散剂均为表面活性剂，其是通过乳化作用而使预处理的一维纳米碳材料分散，而当预处理的一维纳米碳材料的相互靠近时，极易因预处理的一维纳米碳材料之间的吸引力而发生聚集，分散稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的铅酸蓄电池铅膏添加剂分散稳定性差的问题，提供了一种配方合理科学，对电池性能无任何影响，成本低，分散稳定性好的铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液。本专利技术还提供了一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液制备方法，工艺步骤简单，对设备无特殊要求，易于实施，生产成本低廉，适合大规模推广应用。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液，，所述铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液由以下质量百分比的组分组成：0.5~10%预处理的碳纳米管，0.5~6%萘磺酸盐甲醛缩聚物，余量为去离子水，所述萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na。本专利技术选择萘磺酸盐甲醛缩聚物作为分散剂，在水中离解产生电荷，当萘磺酸盐甲醛缩聚物在预处理的碳纳米管颗粒表面的吸附达到饱和时，吸附层萘磺酸盐甲醛缩聚物的分子数不再变化，再增加萘磺酸盐甲醛缩聚物的质量分数，剩余的分子分布在扩散层中，萘磺酸盐甲醛缩聚物分子中的反离子将进入吸附层，压缩双电层，使颗粒表面的ζ电位下降。萘磺酸盐甲醛缩聚物在预处理的碳纳米管界面上吸附，使预处理的碳纳米管界面带电，并产生ζ电位，分散的预处理的碳纳米管颗粒相互靠近时，由于双电层的静电排斥而分离，从而维持其分散稳定性。本专利技术中通过萘磺酸盐甲醛缩聚物吸附在预处理的碳纳米管表面形成双电层，具有静电排斥和空间位阻双重作用，从而能长久并有效维持预处理的碳纳米管的分散稳定性。一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液制备方法，包括以下步骤：（1）制备预处理的碳纳米管：将碳纳米管浸没于质量百分比浓度为70~75%硝酸或95~98%硫酸中，于20~90℃条件下超声处理 1~72h，过滤后用相继用去离子水、氢氧化钠或氢氧化铵溶液、去离子水洗涤至 pH 呈中性，即得预处理的碳纳米管，待用。（2）超声分散：将萘磺酸盐甲醛缩聚物按上述比例加入去离子水中分散均匀后，加入预处理的碳纳米管后超声分散即可。作为优选，所述碳纳米管为单层或多层碳管，直径小于100 nm，长度为0.1~50µm。一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液在铅酸蓄电池中的应用。本专利技术的铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液可作为铅酸蓄电池正极活性物质添加剂或铅酸蓄电池负极活性物质添加剂按所需量添加即可。因此，本专利技术具有的有益效果是：（1）本专利技术选择萘磺酸盐甲醛缩聚物作为分散剂，通过萘磺酸盐甲醛缩聚物吸附在预处理的碳纳米管表面形成双电层，产生静电排斥和空间位阻双重作用，相对于乳化分散，能大大提高预处理的碳纳米管的分散稳定性，且不影响电池性能；（2）提供了一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液制备方法，工艺步骤简单，对设备无特殊要求，易于实施，生产成本低廉，适合大规模推广应用。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。在本专利技术中，若非特指，所有百分比均为重量单位，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。实施例1（1）制备预处理的碳纳米管：将碳纳米管浸没于质量百分比浓度为70%硝酸中，于20℃条件下超声处理 1h，过滤后用相继用去离子水、氢氧化钠溶液、去离子水洗涤至 pH 呈中性，即得预处理的碳纳米管，待用，其中碳纳米管为单层或多层碳管，直径小于100 nm，长度为0.1µm，萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na；（2）超声分散：按0.5%预处理的碳纳米管，0.5%萘磺酸盐甲醛缩聚物，余量为去离子水的质量百分含量配比称取各组分后，将萘磺酸盐甲醛缩聚物加入去离子水中分散均匀后，加入预处理的碳纳米管后超声分散即可，萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na。实施例2（1）制备预处理的碳纳米管：将碳纳米管浸没于质量百分比浓度为75%硝酸中，于90℃条件下超声处理 72h，过滤后用相继用去离子水、氢氧化钠或氢氧化铵溶液、去离子水洗涤至 pH 呈中性，即得预处理的碳纳米管，待用，其中碳纳米管为单层或多层碳管，直径小于100 nm，长度为50µm，萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na；（2）超声分散：按10%预处理的碳纳米管，6%萘磺酸盐甲醛缩聚物，余量为去离子水的质量百分含量配比称取各组分后，将萘磺酸盐甲醛缩聚物加入去离子水中分散均匀后，加入预处理的碳纳米管后超声分散即可，萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na。实施例3（1）制备预处理的碳纳米管：将碳纳米管浸没于质量百分比浓度为95%硫酸中，于70℃条件下超声处理50h，过滤后用相继用去离子水、氢氧化钠或氢氧化铵溶液、去离子水洗涤至 pH 呈中性，即得预处理的碳纳米管，待用，其中碳纳米管为单层或多层碳管，直径小于100 nm，长度为10µm，萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na；（2）超声分散：按7%预处理的碳纳米管，5%萘磺酸盐甲醛缩聚物，余量为去离子水的质量百分含量配比称取各组分后，将萘磺酸盐甲醛缩聚物加入去离子水中分散均匀后，加入预处理的碳纳米管后超声分散即可，萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na。本专利技术的萘磺酸盐甲醛缩聚物能吸附在预处理的碳纳米管表面形成双电层，产生静电排斥和空间位阻双重作用，相对于乳化分散，能大大提高预处理的碳纳米管的分散稳定性，且不影响电池性能，适合推广应用。以上所述的实施例只是本专利技术的一种较佳的方案，并非对本专利技术作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液，其特征在于，所述铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液由以下质量百分比的组分组成：0.5~10%预处理的碳纳米管，0.5~6%萘磺酸盐甲醛缩聚物，余量为去离子水，所述萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na。
【技术特征摘要】
1.一种铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液，其特征在于，所述铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液由以下质量百分比的组分组成：0.5~10%预处理的碳纳米管，0.5~6%萘磺酸盐甲醛缩聚物，余量为去离子水，所述萘磺酸盐甲醛缩聚物分子式如下：，其中，M=Na。2.一种如权利要求1所述的铅酸蓄电池用水性碳纳米管分散液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备预处理的碳纳米管：将碳纳米管浸没于质量百分比浓度为70~75%硝酸或95~98%硫酸中，于20~90℃条件下超声...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴秋菊，柯娃，吴亮，石沫，戴贵平，吴梦馨，
申请(专利权)人：超威电源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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