[發明專利]一種鉛酸電池用鋁基板柵及其制備方法、制備裝置

在審

• 申請號: 201710792990.0
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107665995A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 劉孝偉;章暉;張紹輝;文超;馬永泉;王麗;吳亮
• 申請（專利權）人: 超威電源有限公司
• 主分類號: H01M4/68
• 分類號: H01M4/68;H01M4/73
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及鉛酸電池用板柵制備技術領域，尤其是涉及一種鉛酸電池用鋁基板柵及其制備方法、制備裝置。

背景技術

鉛酸蓄電池自誕生以來，以其高的性價比、高的安全可靠性及可回收特性得到了廣泛的發展，并且在電動車、通信領域得到的較好的應用。但是，傳統鉛酸蓄電池由于采用重金屬鉛，電池重量和體積都較大，嚴重影響了其在很多領域的應用，為了解決這一問題，許多技術人員為此付出了巨大努力，采用了各種不同的方法來解決。很多技術人員在蓄電池正、負板柵(集流體)方面，考慮采用其它耐腐蝕合金來替代正、負極鉛合金，中國專利201210206922.9名為一種鈦基板柵的制備方法，公開了采用金屬鈦來替代鉛合金的技術方案，但是由于鈦金屬價格很高，并且，由于鈦金屬或者合金表面與鉛結合不牢固，導致壽命無法保證，也基本沒有人真正應用到產品上。有技術人員采用塑料或者導電塑料表面電鍍鉛合金來替代鉛合金，但普通塑料不到電，在其表面電鍍鉛合金工藝繁瑣復雜，鍍層結合不良；而導電塑料導電能力也十分有限，況且價格較高，導致這一技術路線也以失敗告終。中國專利201210462056.X名為石墨板柵的制備方法，公開了采用石墨代替板柵(集流體)的技術方案，但是石墨與鉛的結合不良；也有技術人員采用電鍍工藝在泡沫碳表面電鍍鉛合金，電鍍的鍍層與泡沫碳的結合比較緊密，因此可以解決活性物質與泡沫石墨集流體的結合問題，但是，由于泡沫碳和電鍍層成本較高，加上無法節約更多的鉛材料，因此成本也居高不下，很難得到推廣應用。中國專利201310036470.9名為鉛酸蓄電池負板柵的制造方法，公開了采用銅板柵電鍍鉛和鉛錫合金作為負極板柵(集流體)的技術方案，但是，銅的價格高，只有在不考慮成本的應用時才能得到使用(潛艇電池)，而且不能應用于正極。

金屬鋁及其合金價格便宜，導電性優良，機械強度高，密度小，且在硫酸溶液中會發生鈍化，同時即使鋁離子進入電解液也對電池性能影響小，是一種較理想的鉛酸電池板柵材料。然而金屬Al與Pb在熱力學體系中被劃分為難混溶體系，而且金屬Al在空氣中極易形成一層致密的氧化物薄膜。中國專利200910094290.X名為鋁及鋁合金表面直接電鍍鉛的方法中，采用鋁板柵電鍍鉛及鉛錫合金工藝一段時間以來有很多人進行了嘗試，工藝十分復雜，需要經過打磨、熱水洗、酸洗、一次浸鋅、退鍍、清洗、二次浸鋅、電鍍銅、電鍍鉛錫合金等等過程，并且在過程中，由于鋁金屬比較活潑，會在過程中溶解或者氧化，帶來質量方面的問題，此外，電鍍鉛工藝速度慢、污染大等原因，該技術也沒有得到大量應用。中國專利201110310109.1名為一種鉛酸電池用鋁基輕型板柵及其制備方法，采用金屬熔鹽鍍(金屬浴)的方法制備鋁基板柵，但是該工藝所得的鍍層表面粗糙，孔洞較多，容易造成鋁基材的腐蝕，而且鍍層中引入非金屬元素，導致鍍層組分和質量均難以保持一致。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種鉛酸電池用鋁基板柵，其以金屬鋁或鋁合金為基材在其上鍍多層金屬或合金涂層制得，其具有重量輕、電學性能優于現有技術板柵等特性；本發明還提供了一種工藝簡單、環保安全、可連續生產、材料消耗低、能耗低、產品質量容易保證、具有極高的推廣應用前景的鉛酸電池用鋁基板柵的制備方法；

同時，為了實現上述制備方法，還提供了一種相應的鉛酸電池用鋁基板柵的制備裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種鉛酸電池用鋁基板柵，其由內向外依次由鋁基材、連接層、保護層和增厚層組成；連接層的厚度為0.01～1μm；保護層的厚度為10～100μm；增厚層的厚度為50～200μm。

作為優選，連接層的組成為Cu、Mg、Sn、Si、Mn、Zn、Na、Fe或Ti中的至少一種。

連接層合金元素的選擇標準是，使鍍層致密，且有利于保證與上下層都有較高的結合力。

作為優選，保護層的組成為純鉛或Pb-Me鉛合金。

保護層合金元素的選擇標準是，使鍍層成分能夠滿足鉛酸電池正、負極的要求，且有利于提高鍍層的致密性和其與連接層的結合力。

作為優選，增厚層的組成為純鉛或Pb-Me′合金。

增厚層合金元素的選擇標準是，使鍍層成分能夠滿足鉛酸電池正、負極的要求，且有利于提高鍍層的致密性和其與保護層的結合力。

作為優選，連接層的厚度為0.01～1μm；保護層的厚度為10～100μm；增厚層的厚度為50～200μm。