CN108933263A - 一种正极板栅及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正极板栅及其制备方法，包括以下按重量百分比计量的组分：1.0‑2.0%的Sn、0.04‑0.09%的Ca、0.002‑0.004%的Al、0.001‑0.004%的Ag，0.02‑0.04%的Na，其余为Pb。本发明的优点是：Sn及其与铅形成的氧化物均为良好导体，可提高接触层的导电性；Ca可增加铅的强度，Ag与铅相熔性较好，可提高合金的耐腐蚀性；Na可去除合金中Cu、Sb等有害杂质；Al密度低，分布在合金的上层，有效保护其他主要成分，避免烧损；脱模剂可有效提高板栅与铅膏的结合力；高温时效硬化可消除晶格缺陷，提高板栅的强度，同时板栅晶粒细化，提高耐腐蚀性和抗蠕变性；用其制备的电池，内阻小、电池深循环寿命长，有效避免了初期容量衰减问题。

Description

一种正极板栅及其制备方法
技术领域
本发明涉及电池生产工艺领域，具体涉及一种正极板栅及其制备方法。
背景技术
随着电动自行车、低速电动汽车、电动旅游观光车、电动扫地车及电动工具的快速发展，对动力电池需求量越来越多，对电池性能要求也越来越高。同时随着国家禁止含镉电池及外化成电池的生产，动力电池近年来全部调整为无镉内化成生产工艺，内化成电池推向市场后发现电池在大电流充放电及深度循环使用的情况下易出现初期容量衰减的现象（即容量突然急剧下降），消费者体验不佳，同时也给生产厂家带来巨大损失。通过分析发现出现该种现象的电池为电池内阻偏大，尤其是正极板的内阻在放电/充电后期会突然增大，导致电池放不出电也充不进电。进一步分析为正极铅膏与板栅的结合力差，出现分层，在板栅的表面形成了高阻抗的PbOn层，阻碍了活性物质上电流流向板栅。因此，如何降低正板栅与活性物质之间的电阻，解决电池初期容量衰减问题是摆在动力电池行业面前的一个重要课题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种正极板栅及其制备方法，用其制备出的电池具有电池内阻小、电池深循环寿命长的优点。
本发明采用的技术方案是：
一种正极板栅，包括以下按重量百分比计量的组分：1.0-2.0%的Sn、0.04-0.09%的Ca、0.002-0.004%的Al、0.001-0.004%的Ag，0.02-0.04%的Na，其余为Pb。
进一步的，包括以下操作步骤：
a、铅液定型：将各组分混合在一起，加热形成铅液，将480-550℃的铅液通过定量铅勺，降200-300g铅液加入温度在160-210℃的模具内，铅液在模具内冷却成型；
b、脱模剂的使用：将模具温度控制在140-180℃，将脱模剂加入喷壶内，调节喷枪，使喷出的脱模剂呈雾状，喷嘴垂直于模面，距离模面约15cm-25cm，走枪速度均匀，先上下移动喷枪，再左右移动喷枪，移动时保证肘部移动而非腕部移动，走枪速度以喷上模面的脱模剂水分即刻蒸发为准，喷涂3到5层，再对模具关键部位进行修理；
c、板栅的表面处理：经过脱模，裁切制成成品板栅，而后将制备出的成品板栅于95-105℃高温下时效硬化6-10h，并将高温时效的成品板栅表面通过电镀的方式在表面电镀1-3μm厚的Sn层。
进一步的，所述脱模剂包括以下重量份的组分：100份纯水、5份骨胶、0.5份聚乙烯醇、1份水玻璃、1.2份皂土、12份软木粉和0.5份磷酸二氢铝。
进一步的，所述脱模剂的制备过程如下：量取100份的纯水倒入铝锅中，将其加热至40-60℃，再加入5份骨胶和0.5份聚乙烯醇，搅拌均匀，继续加热至80-90℃，而后加入1份水玻璃和1.2份皂土，搅拌均匀，继续加热至100℃，最后加入12份150目软木粉和0.5份磷酸二氢铝，边加边搅拌均匀，全部加完后继续加热搅拌15-30min，冷却至室温后使用。
本发明的有益效果是：Sn及其与铅形成的氧化物均为良好导体，可提高接触层的导电性；Ca可增加铅的强度，Ag与铅相熔性较好，可提高合金的耐腐蚀性；Na可去除合金中Cu、Sb等有害杂质；Al密度低，与铅不相熔，分布在合金的上层，有效保护其他主要成分，避免烧损；特制的脱模剂可有效提高板栅与铅膏的结合力；高温时效硬化过程可使板栅成分重新进行排布，消除晶格缺陷，提高板栅的强度，同时板栅晶粒细化，提高耐腐蚀性和抗蠕变性；用其制备的电池，内阻小、电池深循环寿命长，有效避免了初期容量衰减问题；在板栅表面电镀1—3μm厚的Sn层，可有效改善活性物质与板栅的接触电阻，避免活性物质分层。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
实施例1
一种正极板栅，包括以下按重量百分比计量的组分：1.0%的Sn、0.04%的Ca、0.002%的Al、0.001%的Ag，0.02%的Na，其余为Pb，制备过程如下：
a、脱模剂的制备：量取100Kg的纯水倒入铝锅中，将其加热至40-60℃，再加入5Kg骨胶和0.5Kg聚乙烯醇，搅拌均匀，继续加热至80-90℃，而后加入1kg水玻璃和1.2Kg皂土，搅拌均匀，继续加热至100℃，最后加入12Kg150目软木粉和0.5Kg磷酸二氢铝，边加边搅拌均匀，全部加完后继续加热搅拌15-30min，冷却至室温后使用；
b、铅液定型：将上述各组分混合在一起，加热形成铅液，将480-550℃的铅液通过定量铅勺，降200-300g铅液加入温度在160-210℃的模具内，铅液在模具内冷却成型；
c、脱模剂的使用：将模具温度控制在140-180℃，将脱模剂加入喷壶内，调节喷枪，使喷出的脱模剂呈雾状，喷嘴垂直于模面，距离模面约15cm-25cm，走枪速度均匀，先上下移动喷枪，再左右移动喷枪，移动时保证肘部移动而非腕部移动，走枪速度以喷上模面的脱模剂水分即刻蒸发为准，喷涂3到5层，再对模具关键部位进行修理；
d、板栅的表面处理：经过脱模，裁切制成成品板栅，而后将制备出的成品板栅于95-105℃高温下时效硬化6-10h，并将高温时效的成品板栅表面通过电镀的方式在表面电镀1-3μm厚的Sn层。
实施例2
一种正极板栅，包括以下按重量百分比计量的组分：2.0%的Sn、0.09%的Ca、0.004%的Al、0.004%的Ag、0.04%的Na，其余为Pb，制备过程如下：
a、脱模剂的制备：量取100Kg的纯水倒入铝锅中，将其加热至40-60℃，再加入5Kg骨胶和0.5Kg聚乙烯醇，搅拌均匀，继续加热至80-90℃，而后加入1kg水玻璃和1.2Kg皂土，搅拌均匀，继续加热至100℃，最后加入12Kg150目软木粉和0.5Kg磷酸二氢铝，边加边搅拌均匀，全部加完后继续加热搅拌15-30min，冷却至室温后使用；
b、铅液定型：将上述各组分混合在一起，加热形成铅液，将480-550℃的铅液通过定量铅勺，降200-300g铅液加入温度在160-210℃的模具内，铅液在模具内冷却成型；
c、脱模剂的使用：将模具温度控制在140-180℃，将脱模剂加入喷壶内，调节喷枪，使喷出的脱模剂呈雾状，喷嘴垂直于模面，距离模面约15cm-25cm，走枪速度均匀，先上下移动喷枪，再左右移动喷枪，移动时保证肘部移动而非腕部移动，走枪速度以喷上模面的脱模剂水分即刻蒸发为准，喷涂3到5层，再对模具关键部位进行修理；
d、板栅的表面处理：经过脱模，裁切制成成品板栅，而后将制备出的成品板栅于95-105℃高温下时效硬化6-10h，并将高温时效的成品板栅表面通过电镀的方式在表面电镀1-3μm厚的Sn层。
将上述实施例1和实施例2中的成品板栅分别经过涂膏、高温高湿固化、去掉假极耳和边框打磨过程，制作成正极板，而后再按照内化成电池生产工艺制作成成品电池1和成品电池2；
上述成品电池1和成品电池2性能检测结果与常规电池对比结果如下表所示：
检测项目 本发明电池1 本发明电池2 常规电池
电池内阻（mΩ） 3 2.5 7.6
3.6C2放电时间（min） 33 31 27
100%DOD循环寿命 642 695 422

Claims (4)

1.一种正极板栅，其特征在于，包括以下按重量百分比计量的组分：1.0-2.0%的Sn、0.04-0.09%的Ca、0.002-0.004%的Al、0.001-0.004%的Ag，0.02-0.04%的Na，其余为Pb。
2.根据权利要求1所述的一种正极板栅的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
a、铅液定型：将各组分混合在一起，加热形成铅液，将480-550℃的铅液通过定量铅勺，降200-300g铅液加入温度在160-210℃的模具内，铅液在模具内冷却成型；
b、脱模剂的使用：将模具温度控制在140-180℃，将脱模剂加入喷壶内，调节喷枪，使喷出的脱模剂呈雾状，喷嘴垂直于模面，距离模面约15cm-25cm，走枪速度均匀，先上下移动喷枪，再左右移动喷枪，移动时保证肘部移动而非腕部移动，走枪速度以喷上模面的脱模剂水分即刻蒸发为准，喷涂3到5层，再对模具关键部位进行修理；
c、板栅的表面处理：经过脱模，裁切制成成品板栅，而后将制备出的成品板栅于95-105℃高温下时效硬化6-10h，并将高温时效的成品板栅表面通过电镀的方式在表面电镀1-3μm厚的Sn层。
3.根据权利要求2所述的一种正极板栅的制备方法，其特征在于，所述脱模剂包括以下重量份的组分：100份纯水、5份骨胶、0.5份聚乙烯醇、1份水玻璃、1.2份皂土、12份软木粉和0.5份磷酸二氢铝。
4.根据权利要求3所述的一种正极板栅的制备方法，其特征在于，所述脱模剂的制备过程如下：量取100份的纯水倒入铝锅中，将其加热至40-60℃，再加入5份骨胶和0.5份聚乙烯醇，搅拌均匀，继续加热至80-90℃，而后加入1份水玻璃和1.2份皂土，搅拌均匀，继续加热至100℃，最后加入12份150目软木粉和0.5份磷酸二氢铝，边加边搅拌均匀，全部加完后继续加热搅拌15-30min，冷却至室温后使用。
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