专利名称：铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅及其制作方法
技术领域：
本发明涉及铅酸电池负极泡沫铅板栅及其它的制作方法。
背景技术：
铅酸蓄电池以其价格低廉、原料来源广泛、输出功率高、充放电效率高和安全性好而获得广泛的应用。是目前市场上用量最大的二次电池。
随着技术的进步，以及环保意识的提高，电动车和混合动力车应运而生，并获得了快速的发展，可以说，高比能量车用蓄电池的开发，是电动车和混合动力车开发的最关键技术之一。特别是36/42V车用电源系统的提出与使用，对汽车用蓄电池提出更高的要求，综合考虑，目前汽车用电源最现实的选择仍是铅酸电池，但铅酸电池仍然面临巨大的挑战，即必须解决或提高铅酸电池的三大问题1、提高比能量和比功率；2、提高循环使用寿命；3、提高快速充电能力。为了提高铅酸电池的性能，各国相继从铅酸电池结构和板栅材料方面入手，发明了一些新型板栅材料和新型铅酸电池。新型板栅材料有铜拉网板栅、铅布等；新型铅酸电池有卷绕式电池、水平电池和双极性电池等。虽然取得了一些成果，但仍然不能满足电动车和混合动力车的要求。CN1147700A公开了一种“铅酸蓄电池负极泡沫铅板栅的制作方法”，它是采用泡沫铜为基体，电镀铅-锡合金，然后经过热处理，再电镀铅，制得泡沫铅。该方法工艺过程较复杂、生产效率低。
发明内容
为解决目前板栅材料不能满足高比能量铅酸电池的需要，以及现有的泡沫铅板栅的制作方法存在的工艺过程复杂、生产效率低的问题，本发明提供一种铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅及其制作方法。本发明的铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅是以泡沫铜为基体，采用热浸镀的方法，在泡沫铜表面上浸镀铅或铅合金，制得的泡沫铅板栅。本发明的铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅的制备方法是按如下步骤进行的一、预热将泡沫铜预热至110～170℃；二、将预热的泡沫铜在320～380℃的铅或铅合金液中热浸镀5～25min。本发明镀后处理采用热风刀吹，风的温度为130～180℃，风的压力为0.25～0.50MPa。泡沫铅的预热是采用热风预热，风温为110～170℃，风压为0.10～0.15MPa。热浸镀铅合金层的厚度为10～300μm。本发明取合适尺寸的泡沫铅板栅，涂上负极活性物质，制得泡沫铅负极。本发明的优点为重量轻，泡沫铅板栅与相同尺寸铸造合金板栅相比，重量减轻50％～70％；泡沫铅板栅的面积是铸造板栅的5～20倍，因而增加了板栅与活性物质的接触面积，减少了内阻，提高了活性物质利用率；该泡沫铅负极容量大，容量提高10％～50％；比能量提高35％～70％。与采用电镀的方法制成的泡沫铅板栅相比本发明工艺简单，效率高，可连续生产，泡沫铅的机械性能好，合金成分可控(可以是纯铅，铅钙，铅锡，铅钙锡铝合金)，并可避免在电镀过程中，氟硼酸根离子在泡沫铜筋条的内部孔隙中的残留，造成对铅酸蓄电池性能的不良影响。
图1是具体实施方式
一的板栅安装在电池的十小时充放电电压曲线，图2是具体实施方式
一的板栅安装在电池的大电流放电电压曲线，图3是具体实施方式
一的板栅安装在电池的低温放电电压曲线。
具体实施例方式
一裁剪44×70×2.5(mm)的泡沫铜，焊上极耳铅条，然后预热，并在热浸镀铅溶液中，在340℃下经10min进行热浸镀铅，制成的泡沫铅板栅，涂上负极活性物质，制得泡沫铅电极。
用这种泡沫铅电极与普通的铸造电极相比，重量分布如下，见表1。
表1 泡沫铅电极与普通的铸造电极重量的比较重量/g 泡沫铅负极 铸造板栅负极板栅重/g 5.5 13.00铅膏重/g 23.0023.00负极总重/g 28.5036.00可见泡沫铅大大降低板栅的重量，重量减少了58％，泡沫铅负极比普通铸造负极重量轻了21％。
使用上述两种板栅组装电池，正极过量(3正)，负极限容(2负)的电池。其比容和比能量见表2。
表2 泡沫铅电极与铸造板栅电极性能的比较
表2的结果表明，泡沫铅电极可明显提高铅酸电池的比容量和比能量，特别是在大电流放电和低温放电时，泡沫铅板栅的优势更加明显。
图1是两种板栅材料制造的实验电池十小时率充放电电压曲线。由图1的实验结果可知，两种电池的放电电压基本相同，而充电电压泡沫铅板栅的明显降低。表明泡沫铅板栅组装的电池，具有良好的充电性能。图2是两种板栅材料制造的实验电池，大电流放电电压曲线。由此可见，泡沫铅板栅组装的电池的放电电压明显提高。图3是两种板栅材料制造的实验电池，低温放电电压曲线。由此可见，在低温状态下泡沫铅板栅的实验电池的放电电压提高明显，放电电压高，放电时间长。表明泡沫铅板栅有利于提高铅酸电池的低温性能。
具体实施方式
二按例1的方法，热浸镀铅钙锡铝合金，制备泡沫铅板栅。
组装成正极过量(2正)，负极限容(1负)的富液式实验电池。其比容量见表3。
表3 不同电极组装成电池比容量比较
可见泡沫铅负极电池与普通负极电池相比，10小时率放电，容量提高33％。2小时率放电，容量提高42％。
权利要求
1.铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅，其特征在于它是以泡沫铜为基体，采用热浸镀的方法，在泡沫铜表面上浸镀铅或铅合金，制得的泡沫铅板栅。
2.根据权利要求1所述的铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅的制作方法，其特征在于它是按如下步骤进行的一、预热将泡沫铜预热至110～170℃；二、将预热的泡沫铜在320～380℃的铅或铅合金液中热浸镀5～25min。
3.根据权利要求2所述的铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅的制作方法，其特征在于它还包括浸镀后采用热风刀吹对所述板栅进行后处理，风的温度为130～180℃，风的压力为0.25～0.50MPa。
4.根据权利要求2所述的铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅的制作方法，其特征在于泡沫铜的预热是采用热风预热，风温为110～170℃，风压为0.10～0.15MPa。
5.根据权利要求2所述的铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅的制作方法，其特征在于热浸镀铅合金层的厚度为10～300μm。
全文摘要
铅酸电池热浸镀泡沫铅板栅及其制作方法，它涉及铅酸电池负极泡沫铅板栅及其它的制作方法。该板栅是以泡沫铜为基体，采用热浸镀的方法，在泡沫铜表面上浸镀铅或铅合金，制得的泡沫铅板栅。该方法是按如下步骤进行的1.预热将泡沫铜预热至110～170℃；2.将预热的泡沫铜在320～380℃的铅或铅合金液中热浸镀5～25min。它解决了目前板栅材料不能满足高比能量铅酸电池的需要，以及现有的泡沫铅板栅的制作方法存在的工艺过程复杂、生产效率低的问题。
文档编号H01M4/73GK1527421SQ0313262
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月19日 优先权日2003年9月19日
发明者戴长松, 王殿龙, 胡信国, 姜兆华, 丁飞, 张亮 申请人:哈尔滨工业大学