CN107732159A - 管式正极板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管式正极板及其制备方法，属于铅酸蓄电池技术领域。本发明所述的管式正极板，包括管式正板栅、排管和封底，管式正板栅包括板耳、上横梁和筋条，筋条横截面为苜蓿叶形，封底材料为导电塑料。本发明所述的管式正极板，功率高、寿命长、电流电位分布均匀；本发明同时提供了简单易行、提高板栅耐腐蚀性能的制备方法。

Description

管式正极板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种管式正极板及其制备方法，属于铅酸蓄电池技术领域。
背景技术
铅酸电池使用管式正极板可阻止活性物质的软化脱落，延长电池的使用寿命，但管式正极板孔率低，在大电流充放电时成为电池性能的限制因素。此外管式正极板一般采用重力浇铸和压力浇铸，两种方法都很难避免板栅某些部位气孔、夹渣、收缩以及大尺寸晶体的产生，从而引起板栅在使用过程中的点蚀，晶间腐蚀和层状等腐蚀。同时传统管式电池封底为塑料，只起到密封活性物质的作用，因此管式正极各个管彼此没有电气连接，因此在极板上的电流电位的分布变的不均匀，影响电池的充放电性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管式正极板，其功率高、寿命长、电流电位分布均匀；本发明同时提供了简单易行、提高板栅耐腐蚀性能的制备方法。
本发明所述的管式正极板，包括管式正板栅、排管和封底，管式正板栅包括板耳、上横梁和筋条，筋条横截面为苜蓿叶形，封底材料为导电塑料。
优选的，板耳和上横梁通过铸焊的方式与筋条连接。
优选的，板耳成梯形，垂直角度为2°-4°。
优选的，筋条横截面叶瓣为2-4片。
优选的，封底材料为添加导电母粒的导电塑料。优选的，导电母粒为乙炔黑、碳纤维、金属纤维、铁氟龙、导电炭黑或胶体石墨中的一种或两种。
所述筋条横截面中，其中，R1为内部圆形半径，R2为外部圆形半径，a为内部圆形直径，b为苜蓿叶形最宽处的长度。
所述的管式正极板的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先将电池所需的合金进行熔化，冷却至300-350℃进行冷挤压成型，挤压口模具形状为苜蓿叶状，得到所述的筋条；
(2)将步骤(1)得到的筋条，根据需求进行裁剪得到需要的尺寸，然后进行铸焊上横梁和板耳，得到管式正板栅，此过程可实现该型板栅的连续生产；
(3)在筋条上套装排管，然后灌注正极活性物质，控制合理的灌注密度；
(4)采用导电塑料封底进行底部密封，浸酸，固化，化成得到所述的管式正极板。
优选的，排管为无纺布排管。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)将所述的筋条截面设置为苜蓿叶状，增大了活性物质与板栅的接触面积，提高了电子传输速度和电化学反应面积，提高了电池的功率性能；
(2)采用导电塑料替代传统塑料封底，提高了电极在充放电期间的电流电位的均匀性，增加了电池的容量和功率性能；
(3)所述的管式正极板的制备方法简单便捷，实现了管式正板栅的连续生产，其中采用的冷挤压成型筋条，克服了传统重力浇铸和压力浇铸管式正极板的多种不足，有效避免了收缩、气孔、晶型分布不均等不足，通过挤压筋条内部各个部位晶型一致、细密、无缩孔、电子传输阻力小，筋条耐腐蚀性得到大幅提高。
附图说明
图1为本发明所述的管式正极板的结构示意图；
图2为冷挤压后的筋条截面图；
图3为本发明所述的管式正极板以3C电流放电时，中间位置从底部到上部在不同时间电流、电位随高度的变化图；
图中：1、板耳；2、上横梁；3、排管；4、筋条；5、封底；
a为内部圆形直径；b为苜蓿叶形最宽处的长度；R1为内部圆形半径；R2为外部圆形半径。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
所述的管式正极板，包括管式正板栅、排管3和封底5，管式正板栅包括板耳1、上横梁2和筋条4，筋条4横截面为苜蓿叶形，封底5材料为导电塑料。
实施例1
将铅锑五元合金加热到325±25℃后，冷挤压形成苜蓿叶状筋条4(叶瓣为4片)，将14根筋条4制成115mm长度后，铸焊形成上横梁2和板耳1(板耳1为梯形，垂直角度为2°)，上横梁2宽度145mm的正板栅，然后套装无纺布排管3，灌注铅粉完成后，使用含有碳纤维的导电塑料在底部进行密封，随后进入浸酸、固化程序，使用3片该正极板和4片裁切好的铅酸电池传统负(边)极板组装2V 60Ah的模拟电池，化成后进行初期性能测试，检测结果见表1。
表1
检测单片电极在3C电流的放电时的电位分布，结果见图3。从图中可以发现虽然正极板是以3C的大电流放电，但是在放电1min时正极极板上下的电压降变化不到20mV。
实施例2
将铅锑五元合金加热到325±25℃后，冷挤压形成苜蓿叶状筋条4(叶瓣为2片)，将14根筋条4制成310mm长度后，铸焊形成上横梁2和板耳1(板耳1为梯形，垂直角度为4°)，上横梁2宽度145mm的2DB120H牵引车用铅酸蓄电池正板栅，然后套装无纺布排管3，灌注铅粉完成后，使用添加铁氟龙和导电炭黑的导电塑料在底部进行密封，随后进入浸酸、固化程序，使用2片该正极板和3片的铅酸电池传统负(边)极板组装2V120Ah的样品电池，酸循环化成后进行初期性能测试，检测结果见表2。
表2
项目 GB/T 7403.1-2008标准要求 检测数据
首次容量％ 85％ 95％
高倍率放电性能 30min 44min
循环耐久能力 800次 888次

Claims (9)

1.一种管式正极板，包括管式正板栅、排管(3)和封底(5)，管式正板栅包括板耳(1)、上横梁(2)和筋条(4)，其特征在于：筋条(4)横截面为苜蓿叶形，封底(5)材料为导电塑料。
2.根据权利要求1所述的管式正极板，其特征在于：板耳(1)和上横梁(2)通过铸焊的方式与筋条(4)连接。
3.根据权利要求1所述的管式正极板，其特征在于：板耳(1)成梯形，垂直角度为2°-4°。
4.根据权利要求1所述的管式正极板，其特征在于：筋条(4)横截面叶瓣为2-4片。
5.根据权利要求1所述的管式正极板，其特征在于：封底(5)材料为添加导电母粒的导电塑料。
6.根据权利要求5所述的管式正极板，其特征在于：导电母粒为乙炔黑、碳纤维、金属纤维、铁氟龙、导电炭黑或胶体石墨中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的管式正极板，其特征在于：筋条(4)横截面中， 其中，R1为内部圆形半径，R2为外部圆形半径，a为内部圆形直径，b为苜蓿叶形最宽处的长度。
8.一种权利要求1-7任一所述的管式正极板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)首先将电池所需的合金进行熔化，冷却至300-350℃进行冷挤压成型，挤压口模具形状为苜蓿叶状，得到所述的筋条(4)；
(2)将步骤(1)得到的筋条(4)，根据需求进行裁剪得到需要的尺寸，然后进行铸焊上横梁(2)和板耳(1)，得到管式正板栅；
(3)在筋条(4)上套装排管(3)，然后灌注正极活性物质；
(4)采用导电塑料封底(5)进行底部密封，浸酸，固化，化成得到所述的管式正极板。
9.根据权利要求8所述的管式正极板的制备方法，其特征在于：排管(3)为无纺布排管(3)。
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