一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅及其制备方法与流程

本发明属于铅酸蓄电池，具体地，涉及一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅及其制备方法。

背景技术：

1、铅酸蓄电池因技术成熟、容易组装、性价比高等特点而被广泛应用于工业化生产。同时废旧铅酸蓄电池回收率高、资源再生利用率高、大大减少了铅污染问题。

2、铅酸蓄电池板栅使用铅基合金板栅，在使用过程中尽管有一定的耐腐蚀和抗氧化还原性，但是随着铅酸蓄电池的长时间使用，正极板栅无论是在充电还是放电过程中，一直处于高电位状态，正极板栅逐渐被氧化，产生腐蚀层，当板栅腐蚀程度达到不能支撑活性物质，或者不能快速将电量导出和导入的情况时，铅酸蓄电池的寿命终结。

3、然而，现有板栅的耐腐蚀性能与长循环寿命的电极活性物质不匹配，特别是随着充放电循环次数的增加，板栅腐蚀严重，同时影响电极活性物质与板栅结合力逐渐下降，严重影响铅酸蓄电池的性能和使用寿命。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅，包括以下重量百分比的组分：

4、锡：0.8-1.5％；

5、钙：0.08-0.15％；

6、铝：0.01-0.04％；

7、石墨烯：0.002-0.004％；

8、合金变质剂：0.015-0.06％；

9、其余为铅。

10、进一步地，所述铅的纯度不低于99.996％，锡、钙和铝的纯度不低于99％。

11、进一步地，所述石墨烯的粒径为10-12μm。

12、进一步地，所述合金变质剂包括银、碲和硅，其中银、碲和硅的质量比为1:3:2。

13、本发明还公开了一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，包括如下步骤：

14、(1)按比例称取各原料组分；

15、(2)将铅平分为a、b两部分，将a部分铅加入熔铅炉中，加热熔化之后加入除渣剂，捞渣后加入合金变质剂，充分搅拌之后浇注成铅锭，再将铅锭破碎成粒径为5-10mm的铅锭母粒；

16、(3)将b部分铅加入熔铅炉中加热熔化，待铅熔化之后加入除渣剂，捞渣后加入锡、钙和铝，充分搅拌，得到合金铅液，再将步骤(2)中制得的铅锭母粒加入合金铅液中，搅拌均匀，降温铸成合金锭备用；

17、(4)将步骤(3)制得的合金锭熔化并铸带，得到合金铅带；

18、(5)将石墨烯加入表面活性剂溶液中，充分搅拌并进行超声分散后，形成石墨烯涂料，将石墨烯涂料涂覆在步骤(4)制得的合金铅带表面，烘干处理，得到复合涂层板栅。

19、进一步地，所述步骤(2)中的加热温度为490-600℃。

20、进一步地，所述步骤(4)中的铸带厚度为0.5-1.0mm。

21、进一步地，所述步骤(5)中的表面活性剂溶液为十二烷基苯璜酸钠溶液，溶液浓度为2g/l。

22、进一步地，所述步骤(5)中石墨烯涂料涂覆厚度为6-8μm。

23、进一步地，所述步骤(5)中的烘干温度为60-80℃。

24、本发明的有益效果：

25、本发明通过引入银、碲和硅组成的合金变质剂，其中银提高了合金的耐蠕变特性，降低合金的电化学腐蚀钝化的敏感性，提升了合金腐蚀层的导电性，避免了电池早期容量损失的发生；碲稳定金相结构，提升合金的浇铸性能和机械性能，解决板栅浇铸过程中的热裂问题；硅可以抑制合金晶界偏析，同时提升晶粒和晶界的电化学腐蚀惰性，减少晶粒和晶界的腐蚀；通过合金变质剂的添加，可以进一步提高合金晶粒的稳定性，从而提升板栅的机械性能，改善合金腐蚀层的导电特性；另外将石墨烯加入表面活性剂溶液中，搅拌并超声分散后，形成石墨烯涂料，将石墨烯涂料涂覆在合金铅带表面，不仅细化了合金的晶粒，而且提高了合金耐腐蚀性能，使得本发明中制得复合涂层板栅在高温环境下耐腐蚀性能良好，使用寿命长。

技术特征：

1.一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅，其特征在于，所述铅的纯度不低于99.996％，锡、钙和铝的纯度不低于99％。

3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅，其特征在于，所述石墨烯的粒径为10-12μm。

4.根据权利要求3所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅，其特征在于，所述合金变质剂包括银、碲和硅，其中银、碲和硅的质量比为1:3:2。

5.一种如权利要求1所述的铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的加热温度为490-600℃。

7.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的铸带厚度为0.5-1.0mm。

8.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的表面活性剂溶液为十二烷基苯磺酸钠溶液，溶液浓度为2g/l。

9.根据权利要求8所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中石墨烯涂料涂覆厚度为6-8μm。

10.根据权利要求9所述的一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的烘干温度为60-80℃。

技术总结
本发明涉及一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅，属于铅酸蓄电池技术领域，包括以下重量百分比的组分：锡：0.8‑1.5％；钙：0.08‑0.15％；铝：0.01‑0.04％；石墨烯：0.002‑0.004％；合金变质剂：0.015‑0.06％；其余为铅。本发明还公开了一种铅酸蓄电池耐腐蚀复合涂层板栅的制备方法，通过引入银、碲和硅组成的合金变质剂，降低合金的电化学腐蚀钝化的敏感性以及晶粒和晶界的电化学腐蚀惰性，另外将石墨烯涂料涂覆在合金铅带表面，细化合金晶粒，提高了合金耐腐蚀性能，使得本发明中制得复合涂层板栅在高温环境下耐腐蚀性能良好，使用寿命长。

技术研发人员：黄镔,高建国,楼勤宏,黄德金,陈绍林
受保护的技术使用者：华宇新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12