[發(fā)明專利]輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110404935.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113258075B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐勝群;陳龍霞;陳默;戰(zhàn)祥連;吳濤;李艷芬;李敏;王強(qiáng);唐慧芹;蘇鑫;張進(jìn)宇;馮作棟
• 申請（專利權(quán)）人: 淄博火炬能源有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/73;H01M4/82
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 蔡紹強(qiáng)

本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵及其制備方法，所述的輕質(zhì)高性能雙極性板柵，是由四氧化三鉛和碳酸鋇通過高溫合成的鉛酸鋇粉末，同時(shí)與氣相二氧化硅及稀土氟化物燒結(jié)壓制后經(jīng)陰極極化處理而成。本發(fā)明所述的輕質(zhì)高性能雙極性板柵，密度為鉛合金板柵的35％，且電阻率低，同時(shí)板柵表面可實(shí)現(xiàn)與活性物質(zhì)的電子和物理連接，提高了雙極性電池的重量比能量和功率特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)鉛酸蓄電池技術(shù)成熟，成本低，但一直存在著重量比能量較低的缺點(diǎn)，使其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。雙極性鉛酸電池采用雙極性結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)電池相比，鉛耗量少、重量輕，體積小，高能量密度、質(zhì)量功率密度，價(jià)格便宜，容易回收等特點(diǎn)，為鉛酸蓄電池作為新能源汽車尤其是混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力電源，提供了廣闊的發(fā)展空間。鉛合金板柵具有導(dǎo)電性好，與活性物質(zhì)在固化過程容易產(chǎn)生腐蝕層，提高板柵與活性物質(zhì)的電子連接和機(jī)械連接，綜合電性能優(yōu)異，但該方法用鉛大，電池的質(zhì)量比能量小，限制了在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。文獻(xiàn)報(bào)道的氧化鈦陶瓷材料成本較高，導(dǎo)電塑料電阻率大，硅晶體基體板柵受國外技術(shù)保護(hù)。

鉛酸鋇(BaPbO₃)是一種功能材料，起到對活性物質(zhì)利用率和化成效率具有明顯提高作用。BaPbO₃作為一種導(dǎo)電陶瓷，具有金屬導(dǎo)電特性，電阻率小于10^-2Ω·cm，且具有高溫PTC 特性，是一種新型的導(dǎo)電材料，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在已經(jīng)涉及電子，機(jī)械，化工，航天，通訊和家用等領(lǐng)域，但鉛酸鋇的合成，特別對于其板材的成形工藝以及如何提高鉛酸鋇板柵與鉛膏的結(jié)合方面目前沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵及其制備方法，通過合成鉛酸鋇粉末后與添加劑進(jìn)行燒結(jié)，最后通過陰極極化沉積鉛層的辦法，實(shí)現(xiàn)了板柵的輕質(zhì)化，低電阻的特點(diǎn)，解決了鉛酸鋇板材成形和板柵與鉛膏的結(jié)合。

本發(fā)明所述的輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵，包括以下質(zhì)量百分比的原料：

鉛酸鋇粉末(BaPbO₃)96-100％，氣相二氧化硅(SiO₂)0-3％，稀土氟化物0-1％。

稀土氟化物為氟化鐿或氟化鑭中的一種或兩種。

所述的輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵，由中間厚度為0.5mm-1mm的基底和四周厚度為5mm-10mm的密封邊框組成。

本發(fā)明所述的輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵的制備方法，將鉛酸鋇粉末、氣相二氧化硅以及稀土氟化物燒結(jié)壓制后經(jīng)電化學(xué)陰極極化處理而成。

優(yōu)選地，所述的輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵的制備方法，包括以下步驟：

采用碳酸鋇與四氧化三鉛(紅丹)合成鉛酸鋇粉末，粉碎研磨后加入氣相二氧化硅和稀土氟化物，混合均勻后利用壓力模具對板柵塑形，然后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)完成后，進(jìn)行陰極極化處理，處理完成后進(jìn)行進(jìn)行循環(huán)伏安表面活化，再經(jīng)水洗、防氧化處理、自然風(fēng)干后制得。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的輕質(zhì)雙極性鉛酸電池板柵的制備方法，包括以下步驟：

將碳酸鋇、四氧化三鉛(紅丹)以及氣相二氧化硅和稀土氟化物，研磨混合均勻后利用壓力模具對板柵塑形，然后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)完成后，進(jìn)行陰極極化處理，處理完成后進(jìn)行進(jìn)行循環(huán)伏安表面活化，再經(jīng)水洗、防氧化處理、自然風(fēng)干后制得。

優(yōu)選地，以摩爾比計(jì)，按Ba:Pb＝3-7:2-6的比例將碳酸鋇和四氧化三鉛混合，研細(xì)并混合均勻，在空氣氣氛及900-1100℃下反應(yīng)4-6小時(shí)，合成鉛酸鋇粉末。

優(yōu)選地，壓力模具合模壓力值為0.5-1MPa，材質(zhì)為不銹鋼。