[發(fā)明專利]聚氨酯—鉛復(fù)合電池極板板柵及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110168777.5
• 申請(qǐng)日: 2011-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102263267A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙志強(qiáng);陳曉東;李建峰;鄒明清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州華工百川科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/68
• 分類號(hào): H01M4/68;H01M4/82
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池使用的板柵領(lǐng)域，具體涉及聚氨酯與鉛合金復(fù)合電池極板板柵及其制造方法。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池已有約150年發(fā)展歷史，技術(shù)成熟度很高，原材料來(lái)源豐富，可靠性好，是目前生產(chǎn)總量最大的蓄電池，也是目前能量?jī)r(jià)格比最好的蓄電池。鉛酸蓄電池的缺點(diǎn)是能量重量比差。鉛酸蓄電池主要用于汽車(chē)船舶SLI、電助動(dòng)車(chē)、通訊、鐵路、UPS、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等等。

鎳氫電池、鋰電池的原材料相對(duì)稀缺昂貴，汽車(chē)用鋰電池的技術(shù)成熟度不夠，還有安全性問(wèn)題沒(méi)有很好解決。鉛酸蓄電池約占蓄電池產(chǎn)量60％，預(yù)計(jì)鉛酸蓄電池在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還會(huì)大量應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)鉛酸蓄電池產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的近1/2，并連續(xù)多年有較高或很高的增長(zhǎng)。

鉛酸蓄電池用量最大的原材料是鉛，約占總重量的70％。世界總的鉛需求的80％用于鉛酸蓄電池。近年來(lái)鉛價(jià)一路走高，目前鉛的市場(chǎng)價(jià)約1.76萬(wàn)元/噸，國(guó)內(nèi)2010年鉛總需求約370萬(wàn)噸，用于板柵的約100萬(wàn)噸，合人民幣約170億元。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的方法存在的不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種聚氨酯-鉛復(fù)合電池極板板柵，在其他性能不降低的前提條件下，板柵減重20％以上。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供上述聚氨酯-鉛復(fù)合電池極板板柵的制備方法。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種聚氨酯-鉛復(fù)合電池極板板柵，由一體成型的極耳和柵體組成，柵體是由兩層鉛板或鉛合金板沖壓形成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)由四條邊棱、多個(gè)板棱及多個(gè)板柵空格組成，所述的兩層鉛板或鉛合金板中間夾有間斷的或連續(xù)的聚氨酯骨架材料層；所述的聚氨酯骨架材料層為含有導(dǎo)電填料的聚氨酯層。

所述的聚氨酯骨架材料層位于板棱與板棱之間以及邊棱與邊棱之間。

所述的板柵空格為圓形、矩形、菱形或其它任意形狀；所述的聚氨酯骨架材料層與兩層鉛板或鉛合金板之間通過(guò)膠粘劑層粘合；所述的鉛板或鉛合金板厚度為0.05-5mm。

上述一種聚氨酯-鉛復(fù)合電池極板板柵的制備方法，包括下述操作步驟：

(1)鉛金屬或鉛合金板表面處理劑的配制：

將5～50重量份的碳酸鈉、5～50重量份的鉻酸鈉以及1～50重量份的氫氧化鈉加入到10～85重量份的水中，攪拌溶解得到表面處理劑；

(2)鉛金屬或鉛合金板表面處理：

將鉛金屬或鉛合金板表面進(jìn)行脫脂，然后用砂紙打磨粗化，然后將鉛金屬或鉛合金板浸漬或噴涂或刷涂步驟(1)配制的表面處理劑，靜置1～6小時(shí)；

(3)異氰酸酯體系聚氨酯預(yù)聚體的制備：

將重量百分比30～70％的異氰酸酯與重量百分比30～70％的低聚物多元醇在40～80℃下混合，在50～120℃下反應(yīng)6～12小時(shí)得到異氰酸酯體系聚氨酯預(yù)聚體；

所述的低聚物多元醇數(shù)均分子量在400～8000之間；

(4)導(dǎo)電填料的制備：

100重量份的導(dǎo)電粉末加熱活化后，加入50～60重量份的多異氰酸酯和150～250重量份的無(wú)水甲苯，在80±2℃下反應(yīng)1～2小時(shí)，然后在220～240℃溫度下真空下干燥4～6小時(shí)，同時(shí)脫甲苯，再冷卻，粉碎即得到多異氰酸酯改性的導(dǎo)電填料；

(5)聚氨酯骨架材料預(yù)聚體的制備：

將1～7重量份的步驟(4)制備的導(dǎo)電填料加入到100重量份的步驟(3)得到的異氰酸酯體系聚氨酯預(yù)聚體中，得到聚氨酯骨架材料預(yù)聚體；

(6)澆注或輥涂：

將步驟(5)得到的聚氨酯骨架材料預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑混合均勻得到聚氨酯骨架材料，將聚氨酯骨架材料澆注或輥涂于步驟(2)表面處理后的鉛金屬或鉛合金板的一面，然后將兩塊鉛金屬或鉛合金板澆注或輥涂有聚氨酯骨架材料的一面合模，在110～130℃處理12～24小時(shí)，然后沖壓，再加工出孔洞，即制得聚氨酯-鉛復(fù)合電池極板板柵；

所述的擴(kuò)鏈劑為低分子量二元醇和/或低分子量二元胺；低分子量二元醇中所含-OH的摩爾數(shù)或低分子量二元胺中所含活性H的摩爾數(shù)，與聚氨酯骨架材料預(yù)聚體中所含-NCO的摩爾數(shù)之比即擴(kuò)鏈系數(shù)為0.6～1.2。

步驟(2)中所述的脫脂采用丙酮和/或三氯乙烯。

步驟(2)所述的鉛金屬或鉛合金板表面處理后均勻噴涂或刷涂聚氨酯膠粘劑，靜置0.5～3小時(shí)；

所述的聚氨酯膠粘劑制備方法如下：