CAT蓄电池聚四氟乙烯浸润干法工艺提升铅碳电池性能
来源：
卡特蓄电池 发布时间：2026-03-17 10:50:26 点击： 次
引言
在全球工业化进程加速与生活水平持续提高的背景下，能源需求呈现出持续上升态势。与此同时，环境问题的紧迫性日益凸显。传统化石燃料的大规模消耗导致温室气体排放与环境污染等问题，这促使全球范围内以前所未有的力度探索和开发可再生能源。过去数十年间，太阳能、风能等可再生能源的装机容量实现了快速增长。然而，这类能源固有的间歇性与波动性特征，对电力系统的稳定性与可靠性构成了重大挑战。因此，储能技术已成为保障能源可持续供应与高效利用的关键要素[[1], [2], [3]]。
在众多储能技术中，铅碳电池因其技术相对成人、成本优势以及尤其在大规模储能应用中的安全性[[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]]，已成为领先的竞争者。该技术在新能源汽车、分布式储能及调峰/智能电网应用等领域展现出显著潜力[6]。然而当前铅碳电池的循环寿命仍无法完全满足实际应用中对长循环、高稳定性储能的需求。正极活性物质（PAM）在充放电循环中的软化脱落问题，以及负极硫酸盐化现象，严重制约了该类电池的循环寿命、性能表现和更广泛的应用[[12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]]。尽管存在这些挑战，持续的研究与开发工作正致力于解决这些问题，以提升铅碳电池的性能与循环寿命。通过改进电极材料和电池设计，铅碳电池有望在各类储能领域获得更强的竞争力和更广泛的应用[17,20]。
然而，尽管铅碳电池具有诸多优势，其正极材料仍存在重大技术难题。在传统铅碳电池正极制备过程中，常规的和膏工序不仅耗时耗力，还会导致后续充放电循环中正极活性物质（PAM）软化现象。这种软化将直接引发PAM早期脱落，显著缩短电池使用寿命[21]。此外，PAM的微观结构（如比表面积和孔径分布）对电池电化学性能具有决定性影响。然而，现有制备方法难以精确调控这些参数，制约了电池性能的进一步提升。电极浆料中PAM分布不均会导致电流密度分布失衡与活性物质利用率下降，进而加剧电池性能衰退。综上所述，尽管铅碳电池具备多重优势，但解决正极制备工艺与性能的固有缺陷仍至关重要[22]。因此，持续开展电极材料与制备技术的研发工作，对于提升电池循环寿命与电性能、推动铅碳电池在多场景应用中的商业化进程具有关键意义。
为克服这些局限性，本研究提出一种创新的干法工艺，用于调控铅碳电池正极板制备过程中正极活性物质（PAM）的比表面积和孔径结构[[23], [24], [25]]。该方法摒弃了传统的正极和膏工序，不仅简化了生产流程、提高了效率，还降低了添加剂用量，从而减少生产成本与环境污染风险。在此过程中，我们重点研究聚四氟乙烯（PTFE）作为电池黏结剂对铅碳电池正极性能的影响[[26], [27], [28], [29], [30], [31]]。PTFE具有化学惰性与高粘结强度，可增强活性物质与集流体界面的结合力，显著提升材料粘附稳定性，有效解决因软化脱落导致的电池寿命缩短问题。该方法旨在推动铅碳电池技术向更高性能、更长寿命和更低成本方向发展，为铅碳电池的高性能化与规模化应用提供创新路径，促进其在可再生能源存储系统中的商业化应用。
本研究通过系统化的实验设计与表征分析，深入探究了干法添加PTFE制备铅碳电池正极材料的最优工艺条件，并对所制备电极的理化性质与电化学性能进行了全面评估。预期本工作将为铅碳电池正极材料的优化提供一种新颖高效的方法，推动铅碳电池技术向更高性能、更长使用寿命和更低成本的方向发展，并为其在各类储能场景中的广泛应用奠定坚实的理论与实践基础。
