鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池，在鉛酸電池的負(fù)極中加入了活性炭。普通鉛酸電池的正極活性材料是氧化鉛（PbO2），負(fù)極活性材料是鉛(Pb)，若把負(fù)極活性材料Pb全部換成活性炭，則普通鉛酸電池變成混合電容器；若把活性炭混合到負(fù)極活性材料Pb中，則普通鉛酸電池變成鉛炭電池。它將具有雙電層電容特性的炭材料（C）與海綿鉛（Pb）負(fù)極進(jìn)行合并制作成既有電容特性又有電池特性的Lead-carbon雙功能復(fù)合電極（以下簡稱Lead-carbon電極），Lead-carbon復(fù)合電極再與PbO2正極匹配組裝成Lead-carbon電池。

鉛碳電池是一種新型的超級電池，你可以這樣理解，鉛碳電池是將鉛酸電池和超級電容器兩者合一：既發(fā)揮了超級電容瞬間大容量充電的優(yōu)點(diǎn)，也發(fā)揮了鉛酸電池的比能量優(yōu)勢，且擁有非常好的充放電性能——90分鐘就可充滿電（鉛酸電池若這樣充、放，壽命只有不到30次）。而且由于加了碳（石墨烯），阻止了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象，改善了過去電池失效的一個(gè)因素，更延長了電池壽命。

工作特點(diǎn)

1）當(dāng)電池在頻繁的瞬時(shí)大電流充放電工作時(shí)，主要由具有電容特性的炭材料釋放或接收電流，抑制鉛酸電池的“負(fù)極硫酸鹽化”，有效地延長了電池使用壽命；

2）當(dāng)電池處于長時(shí)間小電流工作時(shí)，主要由海綿鉛負(fù)極工作，持續(xù)提供能量;

3）Lead-carbon超級復(fù)合電極高碳含量的介入，使電極具有比傳統(tǒng)鉛酸電池有更好的低溫啟動(dòng)能力、充電接受能力和大電流充放電性能。

性能特點(diǎn)

在性能方面，鉛炭電池同時(shí)具有鉛酸電池和電容器的特點(diǎn)?；钚蕴康募尤?，提升了電池的功率密度，延長了循環(huán)壽命，同時(shí)由于活性炭占據(jù)了部分電極空間，導(dǎo)致能量密度降低，也可能增加電極析氣量。在工藝方面，活性炭的加入，增加了調(diào)漿和極片涂布難度?？傮w而言，鉛炭電池性能優(yōu)于普通鉛酸電池，是一種先進(jìn)鉛酸電池，也是鉛酸電池技術(shù)發(fā)展的主流方向。

研發(fā)情況存在問題

1）高碳鉛酸電池的炭材料添加量為4%以上，對于普通的鉛酸電池，碳材料的添加量為0.2%以下。那么對于鉛炭電池碳材料的最佳哦添加量是一個(gè)有待探討的問題。

2）鉛粉和碳材料的混合，以何種方式加入才能使碳材料與鉛粉均勻混合，且能夠保證負(fù)極鉛-炭混合材料涂膏的穩(wěn)固性，極板和鉛膏的結(jié)合能力，達(dá)到保證負(fù)極板的強(qiáng)度要求。

3）在進(jìn)行外化成后，負(fù)極板表面有炭材料析出，出現(xiàn)板柵膨脹變形現(xiàn)象。

4）炭材料的加入會(huì)加劇負(fù)極析氫問題，使蓄電池失水嚴(yán)重，免維持性能降低，導(dǎo)致蓄電池失效模式發(fā)生改變。

5）炭材料和鉛粉密度相差非常大，添加后負(fù)極板的孔隙率大幅度上升，負(fù)極易被氧化。

解決方案

1）若要使鉛炭電池具有超級電容的效果，炭材料的添加量一定要大于4%，國內(nèi)外研究表明炭材料的添加量可以達(dá)到10%~20%。

2）若保證負(fù)極鉛-炭混合材料涂膏的穩(wěn)固性、極板和鉛膏的結(jié)合能力，必須加入適用于鉛酸電池的粘結(jié)劑，例如PTFE,CMC,氯丁橡膠等。

3）要保證負(fù)極板的強(qiáng)度，首先在和膏時(shí)要保證鉛膏濕密度，鉛膏濕密度在4.2~4.5g/cm3最佳。加入適量粘結(jié)劑或短纖維，采用機(jī)器涂膏以增加涂膏壓力都可以達(dá)到保證極板強(qiáng)度的目的。

4）為防止化成時(shí)炭材料的損失和板柵膨脹變形，可以采用內(nèi)化成工藝，注意內(nèi)化成的電流設(shè)計(jì)工藝應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。

5）對于負(fù)極析氫問題，可以向負(fù)極活性物質(zhì)中添加適量的抑制析氫添加劑，例如氧化銀，鋅的化合物等。

6）在防止負(fù)極氧化方面，可以采取內(nèi)化成工藝：若是做外化成，則要適當(dāng)延長無氧干燥時(shí)間。

發(fā)展前景

鉛炭電池是鉛酸蓄電池領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，也是國際新能源儲能行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。儲能電池技術(shù)是制約新能源儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。光伏電站儲能、風(fēng)電儲能和電網(wǎng)調(diào)峰等儲能領(lǐng)域，要求電池具有功率密度較大，循環(huán)壽命長和價(jià)格較低等特點(diǎn)。鉛炭電池、鋰離子電池和液流電池是新能源儲能電池的三大發(fā)展方向。其中，鋰電成本相對較高，一致性問題也仍然存在；液流電池成本也很高；而鉛炭電池是近期相對實(shí)際可行的儲能技術(shù)路線。

普通鉛酸電池具有低成本優(yōu)勢，但其循環(huán)壽命短的缺點(diǎn)，導(dǎo)致單位次數(shù)儲能成本較高。鉛炭電池由于加入了活性炭，阻止了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象，延長了電池壽命，同時(shí)也降低了單位次數(shù)使用成本，在新能源儲能領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>