专利名称：铅酸蓄电池电极板删的制造方法
发明了一种铅酸蓄电池电极板栅的制造技术，它属于铅酸蓄电池的技术领域，具体地说属于提高铅酸蓄电池重量比能量及活性物质利用率的铅酸蓄电池电极板栅制造技术。
铅酸蓄电池就其基本结构而言，特别是其电极制造技术，目前仍是沿用旧的浇铸板栅制造法，这种极板板栅的重量通常要占整个电极板重量的近1/2。使用这种方法在板栅的浇铸过程中对环境的污染也非常严重，由此板栅制备的电极，其真实表面积往往很小，活性物质的利用率也就得不到充分发挥，一般都在40％以下。若再将电解质溶液等因素的影响也一并考虑进去，所以，现行铅酸蓄电池就其实际所能达到的重量比能量看来，通常都是非常之低，且不能满足高倍率充放电的需要。特别是在过放电搁置后又易生成没有电活性的硫酸盐，致使充电能力下降。
本发明的目的是为了提供一种能降低原材料的消耗，减少对环境的污染，满足电池高倍率充放电特性的需要、并可提高电池活性物质利用效率及其重量比能量的电极板栅的制造方法。
本发明的技术方案是采用多孔非金属材料作为板栅的骨架，其非金属材料可以是聚胺脂泡沫塑料，也可以是玻璃纤维布和纤维毡，通过表面处理后，直接实施化学镀铅，然后再电镀铅加厚，便可使非金属材料金属化，形成可导电的具有三维结构的电极板。在直接实施化学镀铅的溶液中，存在一种或多种能与两价铅离子形成稳定络合物的有机酸或有机酸盐，如氨三乙酸、柠檬酸或它们的铵盐、钠盐及EDTA等；另外，溶液中还需有一种或多种能使两价铅发生还原反应，促使其能直接在非金属基体上还原的还原剂存在，如三氯化钛等。在非金属骨架上可实施直接化学镀铅，而不必再通过其他金属作中间过度镀层，这对于用作铅酸蓄电池的电极板栅来说尤为重要，因为铅酸蓄电池的电解质为强酸H2SO4它对于板栅的腐蚀总是存在的。若施镀其他金属作中间镀层，如铜或镍等，则由于腐蚀反应，将有大量的铜或镍离子溶入电解液中，造成污染，毒化电极，以致电极失效。
化学镀铅溶液的配方及工艺为氯化铅18-35克/L乙二胺四乙酸钠盐 20-50克/L柠檬酸三胺30-70克/L氨酸乙酸 20-45克/L三氯化钛 15-35克/L温度/C° 室温-70PH值 7-11电镀加厚镀液的配方及工艺为HF 100-130克/LH3BO390-110克/LPbO 110-120克/L明胶 0.2-0.25克/LPH 1-2T/C°室温阴极电流密度 2-4A/dm2阳极 纯铅本发明的优点是对工作环境的污染小，重要的是可以节约大量的金属铅，并使电池的重量比能量大大提高；可使极板薄型化，并具有较大的真实表面积，从而可有利于高倍率大电流放电，及提高活性物质的利用率。以下结合实例来说明本发明的实施方案效能。
实例一取ABS塑料按铅酸蓄电池电极板栅的要求加工成试片(最好能用注塑的方法成型)，先经除油，有机溶剂预粗化，酸粗化，胶态钯活化(也可用敏化-活化两步法)等前处理后，即可在化学镀铅溶液中进行化学镀铅。
化学镀铅溶液的配方及工艺条件为氯化铅 20g/dm3乙二胺四乙酸钠盐25g/dm3柠檬酸三胺 35g/dm3氨酸乙酸30g/dm3三氯化钛25g/dm3温度25C°PH值7-11按上述化学镀铅工艺配方量取定量的EDTA、柠檬酸铵及氨三乙酸，把它们依次溶入热水中，接着在搅拌状态下加入氯化铅，待全部溶解完成后用NH3·H2O调PH＝7左右，最后加入三氯化钛，再用NH3·H2O调PH＝9，冲稀至刻度，便可将上述经活化处理好的试片进行化学镀铅，在室温搅拌条件下30分钟左右即可取出，再于电镀加厚液中电镀加厚，所需厚度可通过电镀时间控制。当达到所需厚度后，取出经水洗，晾干，即为ABS塑料基体板栅。随后，活性物质的填充可由电沉积的方法获得，也可通过涂膏的方法获得。
电镀加厚镀层溶液的配方及工艺为HF 120g/dm3H3BO395g/dm3PbO 110g/dm3明胶0.2g/dm3PH 1-2T/C° 室温阴极电流密度2-4A/dm2阳极纯铅本实例采用电沉积方法将上述ABS基体板栅置于含有如下组成及工艺条件要求的氟硼酸盐镀液中施镀。
pb++/cd++0.54H3BO310g/dm3明胶 0.6g/dm3阴极电流iDK10-30mA/cm2T/C° 50-65待Pb-Cd镀层达到0.3mm左右后取出。镀层中的镉含量约在40％左右，接着再把其置于含有0.5g/L添加剂，比重为1.2的H2SO4溶液中，以10mA/cm2的恒电流进行阳极氧化，使沉积的镉溶出，Pb氧化成PbO2。通入阳极氧化的电量应过剩，约为沉积Pb-Cd镀层所通总电量的1.5-2倍左右，之后从溶液中取出即得PbO2电极。它可作为负极使用也可作为正极使用，取上述PbO2电极一片作正极，两片作负极，以比重1.2的H2SO4作电解液，组成电池，其活性物质利用率可达84％。
实例二取纤维毡数片，采用与实例1所述完全相同的方法，经化学镀铅，电镀铅加厚，焊接极耳后，即得纤维毡骨架板栅。活性物质的填充，可用上述电沉积的方法，也可用现行工艺的涂膏法填充。若使用涂膏法填充活性物质，其合膏、固化、干燥、化成均按现行常规方法进行。只不过是在涂膏的过程中，活性物质的填充应反复数次，填充密度控制在4.0g/cm3为宜。由此板栅制成的电极，组装成单体电池，其活性物质的利用率可达78％以上。
权利要求
1.一种铅酸蓄电池电极板栅的制备方法，采用多孔非金属材料作为板栅的骨架，其特征在于骨架通过表面处理及化学处理后，直接实施化学镀铅，再经电镀铅加厚即为所得。实施化学镀铅的溶液中存在一种或多种能与两价铅离子形成稳定络合物的有机酸或有机酸盐，如氨三乙酸、柠檬酸或它们的铵盐、钠盐及EDTA等；溶液中还含有一种或多种强还原剂，能使两价铅发生还原反应，直接沉积在非金属基体表面上，如三氯化钛等。
2.根据权利1所述的制造方法，其特征在于非金属材料骨架板栅的制备，该非金属材料可以是一般的ABS塑料和玻璃纤维布，或者是多孔的聚胺脂泡沫和纤维毡等。
3.根据权利1或2所述的制造方法，其特征在于化学镀铅溶液的配方及工艺为氯化铅18-25克/L乙二胺四乙酸钠盐 20-40克/L柠檬酸三胺30-50克/L氨酸乙酸 20-40克/L三氯化钛 15-30克/L温度/c° 室温-70PH值 7-11
4.根据权利1或2或3所述的制造方法，其特征在于电镀加厚镀液的配方及工艺为HF 100-130克/LH3BO390-110克/LPbO110-120克/L明胶0.2-0.25克/LPH 1-2T/C° 室温阴极电流密度2-4A/dm2
5.根据权利1或2或3或4所述的制造方法，其特征在于板栅上的活性物质可以是通过电沉积的方法获得，也可以是通过常规的涂膏式方法获得。
全文摘要
本发明公开了一种由非金属材料作骨架，制备铅酸蓄电池电极板栅的方法。该非金属材料可以是ABS塑料和玻璃纤维布，也可以是纤维毡和聚氨酯泡沫等多孔非金属材料，本发明的特征在于非金属材料的金属化过程，它不需要再预镀中间过渡层金属铜或镍，可以直接在非金属材料上实施化学镀铅，再通过电镀铅加厚，制成符合铅酸蓄电池要求的板栅。本发明为提高铅酸蓄电池的重量比能量和活性物质的利用率提供了一个崭新的途径。
文档编号H01M4/73GK1159081SQ9611849
公开日1997年9月10日 申请日期1996年12月31日 优先权日1996年12月31日
发明者苏光耀, 林成章, 高德淑, 刘敏娜 申请人:湘潭大学