CN110076479B - 铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂及其制备方法，该铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂由如下质量百分比的组分组成：30％‑60％的二元羧酸、0.2％‑1.0％的润湿剂以及余量的溶剂，其中，该溶剂选自沸点为140℃‑300℃的高沸点有机溶剂且能够溶解二元羧酸。该铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂整体可达到低腐蚀性、低残留、焊接结合力好且低孔隙率的效果，能显著提高铅酸蓄电池极群的焊接可靠性。

Description

铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂及其制备方法。
背景技术
在上世纪九十年代初，欧美汽车铅酸蓄电池装配中就已应用了酸蓄电池的铸焊工艺。而我国铅酸蓄电池行业早期普遍使用手工烧焊工艺焊接蓄电池极群汇流排。
自2009年以来铅酸蓄电池行业血铅事故频发以及2011年国家环保部针对我国铅酸蓄电池行业进一步的环保要求，加速了在蓄电池装配过程中机器铸焊工艺代替手工烧焊的步伐，使得铅酸蓄电池装配车间因为手工烧焊而引起的铅烟严重污染的情况得到明显的遏制。
目前，在铅酸蓄电池铸焊工艺中，国内大部分内铅酸蓄电池厂家普遍使用水性助焊剂。但是，使用常规水性助焊剂存在以下问题：
(1)、常规水性助焊剂的配方整体上呈强酸性，对模具以及设备的腐蚀性极强；
(2)、常规水性助焊剂的配方采用次磷酸钠和亚磷酸，残留物容易导致正负极板短路；
(3)、采用常规水性助焊剂所形成的焊接结合面孔隙多，爬焊不明显，对电池寿命存在影响。
另外，为了保证铅酸蓄电池的质量，目前也有部分国内中大型铅酸蓄电池厂家使用进口助焊剂，导致生产成本居高不下。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够同时达到低腐蚀性、低残留、焊接结合力好且低孔隙率效果的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂及其制备方法，以提高铅酸蓄电池极群的焊接可靠性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，由如下质量百分比的组分组成：
二元羧酸 30％-60％，
润湿剂 0.2％-1.0％，以及
溶剂 余量；
其中，所述溶剂选自沸点为140℃-300℃的高沸点有机溶剂，且所述溶剂能够溶解所述二元羧酸。
在其中一个实施例中，所述的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂由如下质量百分比的组分组成：
二元羧酸 40％-50％，
润湿剂 0.3％-0.8％，以及
溶剂 余量。
在其中一个实施例中，所述溶剂选自沸点为150℃-250℃的高沸点有机溶剂且能够溶解所述二元羧酸。
在其中一个实施例中，所述二元羧酸为碳原子数3-15的二元羧酸。
优选地，所述二元羧酸选自丙二酸、己二酸、戊二酸、辛二酸、庚二酸中的一种或多种。
更优选地，所述二元羧酸为己二酸和戊二酸的混合物、丙二酸和辛二酸的混合物、丙二酸和乙二酸的混合物、己二酸和庚二酸的混合物或者戊二酸。
在其中一个实施例中，所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮的一种或两种。
在其中一个实施例中，所述润湿剂选自壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)。壬基酚聚氧乙烯醚配合二元羧酸和高沸点有机溶剂使用，可降低基材表面张力，在焊接过程中有效降低孔隙率，并且有助于流动的铅水爬升，从而出现明显的爬焊效果。
一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按照上述任一项所述的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂称量各组分，混匀，即得。
本发明的有益效果如下：
本发明的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂通过筛选特定配比的二元羧酸、润湿剂和沸点为140℃-250℃的高沸点有机溶剂且能够溶解该二元羧酸的溶剂相复配，可适用于铅酸蓄电池极群铸焊工艺，实现结合力高、孔隙率低等优点，同时满足铅酸蓄电池行业可靠性测试要求，焊接可靠性高。
其中，优选碳原子数3-15呈弱酸性的二元羧酸，并采用高沸点且能够溶解该二元羧酸的有机溶剂(优选N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种混合物)溶解后，可使助焊剂的PH值为中性，常温下对设备和模具腐蚀性小。同时，该二元羧酸的主要作用是清洗基材金属表面的氧化物起到活化的作用，该成份在150～330℃范围内发生分解反应产生强酸性物质起到助焊作用，保证汇流排和极耳表面熔接结合，保证良好的焊接结合力。该高沸点且能够溶解该二元羧酸的有机溶剂具有良好的溶解性，能够有效屏蔽体系的酸值，保证助焊剂呈中性，使用过程中基本不挥发，保证了助焊剂有效成份含量的一致性。
本发明的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂可同时达到铅酸蓄电池自动铸焊工艺的助焊剂所要求的以下性能：
(1)助焊剂使用过程中成份稳定，有效含量不能发生变化。
(2)焊接结合强度高，爬焊明显，孔隙率低。
(3)高温下能够完全分解，残留物少。
(4)PH接近中性，对设备和模具腐蚀性小。
(5)电池产品在使用中电压保持稳定，通过可靠性测试。
附图说明
图1为采用实施例4的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂铸焊时的解剖端面效果图；
图2为采用对比例3的进口助焊剂铸焊时的解剖端面效果图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
实施例1
本实施例提供一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，由如下表1所示的各组分组成：
表1实施例1的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂组成表
Figure BDA0002006093540000041
本实施例的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂制备方法，包括如下步骤：按照表1称量各组分，混合，溶解，即得。
实施例2
本实施例提供一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，由如下表2所示的各组分组成：
表2实施例2的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂组成表
Figure BDA0002006093540000051
本实施例的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂制备方法，包括如下步骤：按照表2称量各组分，混合，溶解，即得。
实施例3
本实施例提供一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，由如下表3所示的各组分组成：
表3实施例3的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂组成表
Figure BDA0002006093540000052
本实施例的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂制备方法，包括如下步骤：按照表3称量各组分，混合，溶解，即得。
实施例4
本实施例提供一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，由如下表4所示的各组分组成：
表4实施例4的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂组成表
Figure BDA0002006093540000061
本实施例的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂制备方法，包括如下步骤：按照表4称量各组分，混合，溶解，即得。
实施例5
本实施例提供一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，由如下表5所示的各组分组成：
表5实施例5的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂组成表
种类 成分 含量
二元羧酸 戊二酸 40wt％
润湿剂 TX-10 0.5wt％
高沸点溶剂 N-甲基吡咯烷酮 59.5wt％
本实施例的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂制备方法，包括如下步骤：按照表5称量各组分，混合，溶解，即得。
对比例1
本对比例提供一种助焊剂，由如下表6所示的各组分组成：
表6对比例1的助焊剂组成表
种类 成分 含量
二元羧酸 戊二酸 15wt％
润湿剂 TX-10 1.0wt％
高沸点溶剂 N-甲基吡咯烷酮 84wt％
本对比例的助焊剂制备方法与实施例5的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂的制备方法相同。
对比例2
本对比例提供一种助焊剂，由如下表7所示的各组分组成：
表7对比例1的助焊剂组成表
Figure BDA0002006093540000071
本对比例的助焊剂制备方法与实施例1的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂的制备方法相同。
对比例3
本对比例的助焊剂为现有进口助焊剂，型号TBS-6。
性能测试
分别采用实施例1至5以及对比例1至3的助焊剂进行铅酸蓄电池极群铸焊试验。
试验结果发现：采用实施例1至5的中性铸焊剂进行铸焊的过程中，爬焊情况良好。铸焊后，通过解剖观察，发现：
(1)整体的焊接情况良好，且结果稳定性高，残留物少。
(2)端面仅有少量气泡，在规格范围内，且气泡总量比采用进口助焊剂(对比例3)少。
(3)横剖汇流排，用1:1硝酸浸泡后查看焊接深度和整体焊接情况：焊接深度良好，极耳和汇流排结合紧密，整个端面仅有极少量(两处左右)气泡。
而采用对比例1的助焊剂进行铸焊后，检查发现整体的焊接结合力弱，可靠性低。采用对比例2的助焊剂进行铸焊后，检查发现焊接后残留物过多，气泡量大，不能满足产品质量要求。
请进一步参考图1和图2，与对比例3的进口助焊剂相比，实施例4的中性铸焊剂的铸焊效果最好，端面气泡量更低。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (3)

1.一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，其特征在于，由如下质量百分比的组分组成：
二元羧酸30％-60％，
润湿剂0.2％-1.0％，以及
溶剂余量；
其中，所述二元羧酸为己二酸和戊二酸的混合物、丙二酸和辛二酸的混合物、丙二酸和乙二酸的混合物、己二酸和庚二酸的混合物或者戊二酸，所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮的一种或两种，所述润湿剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂，其特征在于，由如下质量百分比的组分组成：
二元羧酸40％-50％，
润湿剂0.3％-0.8％，以及
溶剂余量。
3.一种铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照权利要求1或2所述的铅酸蓄电池极群铸焊中性助焊剂称量各组分，混匀，即得。
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