鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池，在鉛酸電池的負極中加入了活性炭。普通鉛酸電池的正極活性材料是氧化鉛（PbO2），負極活性材料是鉛(Pb)，若把負極活性材料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）負極進行合并制作成既有電容特性又有電池特性的Lead-carbon雙功能復合電極（以下簡稱Lead-carbon電極），Lead-carbon復合電極再與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，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），阻止了負極硫酸鹽化現(xiàn)象，改善了過去電池失效的一個因素，更延長了電池壽命。

工作特點

1）當電池在頻繁的瞬時大電流充放電工作時，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“負極硫酸鹽化”，有效地延長了電池使用壽命；

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

3）Lead-carbon超級復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能力、充電接受能力和大電流充放電性能。

性能特點

在性能方面，鉛炭電池同時具有鉛酸電池和電容器的特點。活性炭的加入，提升了電池的功率密度，延長了循環(huán)壽命，同時由于活性炭占據(jù)了部分電極空間，導致能量密度降低，也可能增加電極析氣量。在工藝方面，活性炭的加入，增加了調漿和極片涂布難度。總體而言，鉛炭電池性能優(yōu)于普通鉛酸電池，是一種先進鉛酸電池，也是鉛酸電池技術發(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，且能夠保證負極鉛-炭混合材料涂膏的穩(wěn)固性，極板和鉛膏的結合能力，達到保證負極板的強度要求。

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

4）炭材料的加入會加劇負極析氫問題，使蓄電池失水嚴重，免維持性能降低，導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，添加后負極板的孔隙率大幅度上升，負極易被氧化。

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到10%~20%。

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

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

4）為防止化成時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)化成的電流設計工藝應適當進行調整。

5）對于負極析氫問題，可以向負極活性物質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，則要適當延長無氧干燥時間。

發(fā)展前景

鉛炭電池是鉛酸蓄電池領域最先進的技術，也是國際新能源儲能行業(yè)的發(fā)展重點，具有非常廣闊的應用前景。儲能電池技術是制約新能源儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵技術之一。光伏電站儲能、風電儲能和電網(wǎng)調峰等儲能領域，要求電池具有功率密度較大，循環(huán)壽命長和價格較低等特點。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際可行的儲能技術路線。

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，導致單位次數(shù)儲能成本較高。鉛炭電池由于加入了活性炭，阻止了負極硫酸鹽化現(xiàn)象，延長了電池壽命，同時也降低了單位次數(shù)使用成本，在新能源儲能領域發(fā)展?jié)摿艽蟆?