CN106025291A - 铅酸蓄电池负极板栅及其制作方法 - Google Patents

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陈健
刘克宇
程先清
徐进
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Abstract

本发明提出了一种铅酸蓄电池负极板栅及其制作方法，SiC基体电阻率较大，在制备基体时加入基体质量分数25％的Ti，Ti与碳化硅发生反应生成新物相TiSi2，导电相TiSi2的存在降低了材料的电阻率，改善了碳化硅的导电性能；再对SiC‑Ti合金基体进行化学刻蚀处理，使之具有孔隙率和比表面积大的特征，可大幅度降低重量，增大比表面积和比能量，且镀层结合力好。

Description

铅酸蓄电池负极板栅及其制作方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池材料技术领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池负极板栅及其制作方法。
背景技术
铅酸蓄电池是目前应用最广、价格最低廉的二次电池。随着铅酸蓄电池的不断发展，对板栅材料的研究与应用也有了新的突破。铅酸蓄电池虽其有许多的优良性能，但其比能量比较低，循环寿命短，成品电池较重，仍然是铅酸蓄电池适应新形势急需解决的问题。分析铅酸电池的组成不难发现，电池比能量低的主要原因是非活性物质铅，主要是铅基合金板栅材料，的用量较大所致，从而增加了铅酸蓄电池的质量。降低非活性铅的用量是提高铅酸蓄电池质量比能量的一种重要手段，为了减轻质量，人们不断地寻找在铅酸蓄电池环境下耐腐蚀、满足强度要求、适于生产加工的轻型板栅基体材料。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种重量轻、比表面积大、比能量高且镀层结合力好的铅酸蓄电池负极板栅及其制作方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种铅酸蓄电池负极板栅，其包括泡沫SiC-Ti合金基体，附着在泡沫SiC-Ti合金基体表面的铜镀层，以及附着在铜镀层表面的铅锡镀层。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述泡沫SiC-Ti合金基体由SiC-Ti合金基体定型后经化学刻蚀处理得到，其中，SiC质量百分含量为75％，Ti质量百分含量25％。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述铜镀层经电镀附着在泡沫SiC-Ti合金基体表面，厚度为0.001～0.1mm。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述铅锡镀层经浸渡附着在铜镀层表面，其中，锡质量百分含量为1％，厚度为0.01～1mm。
第二方面，本发明提供了第一方面所述的铅酸蓄电池负极板栅的制作方法，包括以下步骤，
S1，制备SiC-Ti合金基体，定型后进行化学刻蚀处理，得到泡沫SiC-Ti合金基体；
S2，将刻蚀好的泡沫SiC-Ti合金基体进行铜电镀，形成铜镀层；
S3，在铜镀层上进行铅锡合金浸渡，形成铅锡合金镀层，得到铅酸蓄电池负极板栅。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S1中化学刻蚀处理采用酸洗刻蚀，或碱洗刻蚀。
本发明的铅酸蓄电池负极板栅及其制作方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)SiC基体电阻率较大，在制备基体时加入基体质量分数25％的Ti，Ti与碳化硅发生反应生成新物相TiSi2，导电相TiSi2的存在降低了材料的电阻率，改善了碳化硅的导电性能；
(2)再对SiC-Ti合金基体进行化学刻蚀处理，使之具有孔隙率和比表面积大的特征，可大幅度降低重量，增大比表面积和比能量，且镀层结合力好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明铅酸蓄电池负极板栅的横截面剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的铅酸蓄电池负极板栅，其包括泡沫SiC-Ti合金基体1，附着在泡沫SiC-Ti合金基体1表面的铜镀层2，以及附着在铜镀层2表面的铅锡镀层3。
具体的，泡沫SiC-Ti合金基体1由SiC-Ti合金基体定型后经化学刻蚀处理得到，其中，SiC质量百分含量为75％，Ti质量百分含量25％。
具体的，所述铜镀层2经电镀附着在泡沫SiC-Ti合金基体1表面，厚度为0.001～0.1mm。
具体的，所述铅锡镀层3经浸渡附着在铜镀层2表面，其中，锡质量百分含量为1％，厚度为0.01～1mm。
以下结合具体实施例，详细介绍本发明的铅酸蓄电池负极板栅的制备方法。
实施例1
首先，制备SiC-Ti合金基体，在SiC基体制备过程中加入基体质量分数25％的Ti，定型后，进行酸洗刻蚀，得到泡沫SiC-Ti合金基体1；
其次，将刻蚀好的泡沫SiC-Ti合金基体1外表面热浸镀0.001mm铜镀层；
最后，在铜镀层2上进行铅锡合金浸渡，形成0.01mm的铅锡合金镀层3，得到铅酸蓄电池负极板栅。
实施例2
首先，制备SiC-Ti合金基体，在SiC基体制备过程中加入基体质量分数25％的Ti，定型后，进行酸洗刻蚀，得到泡沫SiC-Ti合金基体1；
其次，将刻蚀好的泡沫SiC-Ti合金基体1外表面热浸镀0.05mm铜镀层；
最后，在铜镀层2上进行铅锡合金浸渡，形成0.05mm的铅锡合金镀层3， 得到铅酸蓄电池负极板栅。
实施例3
首先，制备SiC-Ti合金基体，在SiC基体制备过程中加入基体质量分数25％的Ti，定型后，进行碱洗刻蚀，得到泡沫SiC-Ti合金基体1；
其次，将刻蚀好的泡沫SiC-Ti合金基体1外表面热浸镀0.1mm铜镀层；
最后，在铜镀层2上进行铅锡合金浸渡，形成1mm的铅锡合金镀层3，得到铅酸蓄电池负极板栅。
采用本发明方法制备的铅酸蓄电池负极板栅重量为普通铅合金板栅的15％，为铜网或泡沫铜基铅板栅的35％，其表面积是普通铅合金板栅的8～12倍，比能量从传统的30～40Wh/kg，提高到100Wh/kg以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铅酸蓄电池负极板栅，其特征在于：其包括泡沫SiC-Ti合金基体(1)，附着在泡沫SiC-Ti合金基体(1)表面的铜镀层(2)，以及附着在铜镀层(2)表面的铅锡镀层(3)。
2.如权利要求1所述的铅酸蓄电池负极板栅，其特征在于：所述泡沫SiC-Ti合金基体(1)由SiC-Ti合金基体定型后经化学刻蚀处理得到，其中，SiC质量百分含量为75％，Ti质量百分含量25％。
3.如权利要求1所述的铅酸蓄电池负极板栅，其特征在于：所述铜镀层(2)经电镀附着在泡沫SiC-Ti合金基体(1)表面，厚度为0.001～0.1mm。
4.如权利要求1所述的铅酸蓄电池负极板栅，其特征在于：所述铅锡镀层(3)经浸渡附着在铜镀层(2)表面，其中，锡质量百分含量为1％，厚度为0.01～1mm。
5.如权利要求1所述的铅酸蓄电池负极板栅的制作方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，制备SiC-Ti合金基体，定型后进行化学刻蚀处理，得到泡沫SiC-Ti合金基体(1)；
S2，将刻蚀好的泡沫SiC-Ti合金基体(1)进行铜电镀，形成铜镀层(2)；
S3，在铜镀层(2)上进行铅锡合金浸渡，形成铅锡合金镀层(3)，得到铅酸蓄电池负极板栅。
6.如权利要求5所述的铅酸蓄电池负极板栅的制作方法，其特征在于：所述步骤S1中化学刻蚀处理采用酸洗刻蚀，或碱洗刻蚀。
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