CN111682220A - 一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅及其制备方法，所述含碳材料轻量化板栅的筋条为条形结构，所述筋条包括含碳材料；所述筋条为条形皮芯结构或条形管状结构。该制备方法：采用皮层包覆芯层且通过冷挤压包覆方式得到含碳复合导电材料，包括以下步骤：(1)含碳材料的杆坯进入挤压轮轮槽，杆坯通过模口挤压成型，成为管状结构，得到管状筋条或条形皮芯结构筋条的皮层；(2)管状皮层包覆芯层材料，得到可用于制备板栅的筋条材料；(3)将筋条材料制成铅酸蓄电池板栅。该板栅具有导电能力强、强度高、耐腐蚀性能优、电化学可逆性优、电化学活性强等优点，并且板栅质量相对于现有技术大幅降低，同时制备方法简单，操作可控。

Description

一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅及其制备方法

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，具体是涉及一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅及其制备方法。

背景技术

在各种二次电池中，铅酸蓄电池以其价格低廉、技术成熟、性能可靠、安全性高等优点，成为世界上产量最大的电池产品。在交通、通信、电力、军事、航海、航空和航天各个经济领域，铅酸蓄电池都起着重要作用。板栅作为铅酸蓄电池中最重要的非活性元件，其主要作用是支撑活性物质，传导电流并使电流分布均匀，板栅材料的选择对电池的性能和寿命有着极大的影响。板栅作为活性物质的载体和电极集流体，其综合性能必须满足铅酸蓄电池的使用需要，性能优良的板栅材料需满足以下条件：机械性能好、导电能力强、化学稳定性好、耐腐蚀能力强等。

现有的板栅一般由金属或金属合金经拉丝或者挤出成型再将金属丝编织成为网格，制作成蓄电池极片。由于一般金属丝由金属或金属合金制成，其重量等指标由金属密度决定，往往带来性能不能满足要求、耗材较多、重量偏重等问题。目前使用最广泛的板栅材料是铅锑合金和铅钙合金。但是铅锑合金在使用时存在很多问题，例如在充电时，正极板栅中的锑溶解后转移至负极并沉积在活性物质表面，降低了析氢过电位，残留在正极活性物质表面的锑降低了析氧过电位，造成了水的分解电压下降，加剧了水分的丧失和电池的自放电。随着锑含量的增加，板栅的耐腐蚀性能下降，加速了腐蚀速度，减短了电池的循环寿命。而铅钙合金也具有较突出的缺点：抗蠕变性能差，随着充放电过程的进行板栅易长大，使用寿命短；在铸造的过程中，钙容易被氧化烧损，难以控制钙的含量；深循环性能差，在板栅/活性物质的界面形成PbSO₄、CasO₄等物质，降低电池的充电能力，造成容量早期快速衰减，等等。

板栅是铅酸电池中重要的非活性元件，其质量占了电池总质量约25％，对蓄电池的能量密度造成了较大的限制。随着科技的发展，人们对于铅酸电池的发展有了新的要求，板栅的轻量化也被逐渐提上日程。近年来不断涌现出新的板栅基体材料，但是都或多或少存在一些问题，例如铜基板栅，虽然其导电性能优良，使用寿命长，所组装的电池比能量高，具有良好的电化学性能，但其在使用时容易造成铅裸露，使得过度析氢和尖端溶解等问题出现；铝基板栅，虽然铝的密度很小，导电能力强，电化学性能优异，但在制备过程中，由于金属铝表面极易形成氧化膜，且铝和铅为不互溶体系，使得铝与铅的复合比较困难；钛基板栅，钛的质量轻，机械强度高，且耐腐蚀性能突出，使用寿命长，但是钛在使用过程中易钝化，与铅膏的结合力弱等问题会出现；泡沫铅板栅，泡沫铅具有良好的三维多孔网状结构、比表面积大、质量轻，用作板栅制造可提高活性物质的利用率，降低电池总质量，从而提高电池的比容量和能量密度。还有其他轻质板栅，除了较主流的金属基轻质板栅以外，碳、玻璃纤维、陶瓷、多孔塑料等非金属也被用于轻型板栅的研究中，以进一步提高铅酸蓄电池的性能，但由于在应用过程中出现各种各样的问题，导致并未真正实用化。

由于石墨烯是目前已知的世界上最薄最轻、韧性最好、强度最高、导电性最好、高比表面积(可达2630m2/g)、结构稳定、易于功能化改性的优异纳米材料，因此近年来石墨烯被不断添加入板栅材料中，用于轻质化板栅的研究。

申请号为201510266049.6的专利文献公开了一种含有石墨烯的铅蓄电池板栅用铅合金及其制备方法，按重量百分比计算，其包含0.015～0.15％的石墨烯，1.0～1.5％的锡，0.02～0.04％的铝，0.05～0.1％的钙和98.21～98.915％的铅。其制作方法是：将2/3的铅置入熔铅锅中，加热到680℃至铅熔化；将石墨烯在搅拌情况下添加到铅液中；20分钟后，先后加入纯锡条和纯铝条，搅拌混合半小时以上；加入用铅皮包封好的钙，用底部有漏孔的钟罩将钙压入铅液底部，当铅液不再冒泡时，慢速搅拌混合半小时后，把剩余量的铅加入熔铅锅中，待铅完全熔化，继续搅拌，一小时后铸锭。虽然其是在铅合金中加入了石墨烯成分，改善了铅合金制成的板栅的抗蠕变性和耐腐蚀性，但是考虑到板栅合金的整体性能，石墨烯的添加量少，并且板栅的质材料的制备是通过熔融铸锭成为条状材料，因此并不能使得铅合金达到轻质化的要求，而且其制备工艺采用熔融铸锭方式，容易造成石墨烯分布不均，导电性能有待提高。

申请号为201811132068.X的专利文献公开了一种石墨烯铅碳动力电池及其制造方法，石墨烯铅碳动力电池包括壳体与内芯，所述内芯由依次排列的正极复合极板、隔膜与负极复合极板组成，所述正极复合极板、负极复合极板分别由正极铅膏板、负极铅膏板与包覆于所述正极铅膏板、负极铅膏板的极栅构成，其中，所述正极铅膏板由氧化铅与石墨烯纤维复合而成，所述负极铅膏板由铅、石墨烯、导电聚合物复合而成，所述极栅由铅板栅与包覆于铅板栅表面的石墨烯构成。其制备方法包括：步骤1、将石墨烯与导电聚合物、铅粉混合后进行和膏并定型得到负极铅膏板；步骤2、将石墨烯纤维与氧化铅混合后进行和膏并定型得到正极铅膏板；步骤3、在铅板栅表面包覆石墨烯后制得板栅，接着分别对步骤1，步骤2中得到的负极铅膏板、正极铅膏板进行涂片得到正极复合极板、负极复合极板并固化，之后将隔板与正极复合极板、负极复合极板进行组装得到内芯，将内芯与壳体组装并焊接导线后进行密封封胶，气密性检测通过后进行注酸、内化成型、清洗后即得到石墨烯铅碳动力电池。采用此种方式得到的正负极铅膏板，容易产生粘合不牢、石墨烯分布不均等问题，降低了板栅的使用寿命，严重影响板栅的导电性能，而且也不能做到轻质型板栅。

申请号为201510545826.0的专利文献公开了一种包含铅-石墨烯复合材料的铅蓄电池板栅，其中的铅-石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)利用表面活性剂对石墨烯粉末进行改性；(2)配置含铅离子的弥散电镀液；(3)向弥散电镀液中加入经过改性的石墨烯粉末，以纯铅板为阳极，以惰性导电基体为阴极，电化学沉积获得沉积物；(4)将沉积物从惰性导电基体表面刮下，水洗至中性，真空干燥后获得铅-石墨烯复合材料。采用该种复合电镀技术，存在电镀不均匀的问题，从而影响板栅的导电性能，而且，电镀工艺需要有基体材料，然后在基体材料上进行电镀，电镀工艺本身也决定了基体材料的材质，其机械性能要优良，因此就会存在基体材料占重比大，难以做到轻量化的要求。

因此，为了提高蓄电池比能量，提升性能，设计一种既能提升性能、又能使板栅轻量化的导电材料就显得尤为重要了。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种既能提升性能、又能使板栅轻量化的复合导电材料，在该材料中加入石墨烯成分，使之机械性能好、导电能力强、化学稳定性好，还提供了制备该材料的工艺方法，采用冷挤压包覆方式得到该材料，使之包覆均匀，提高板栅的使用寿命。

具体技术方案如下：

一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，所述含碳材料轻量化板栅的筋条为条形结构，所述筋条包括含碳材料。

进一步的，所述筋条为条形皮芯结构或条形管状结构。

本发明通过对板栅中筋条材料的结构进行改进，设计一种皮芯结构，或者管状结构的筋条，这种筋条的结构可变性情况较多，在考虑到铅酸蓄电池轻量化的需求上，可以选择设置芯层(皮芯结构)或不设置芯层(条形管状结构)，并且型材的可选性范围较多，基于现有板栅筋条均是使用铅合金，芯层材料可以选择轻质的金属或非金属材料，进而整体上达到降低板栅质量的效果。

进一步的，当筋条为皮芯条形结构时，为了保证筋条的抗蠕变性能和机械性能，本发明皮层/芯层的厚度为0.2-2，进一步的优选0.2-1。所述皮层厚度为0.05-2mm，所述芯层直径为0.2-2mm。

进一步的，当筋条为条形管状结构时，所述管状层(即管状的内壁和外壁之间)的厚度为0.05-2mm，所述管状的直径为1.0-4mm。

筋条作为铅酸蓄电池板栅的关键材料，筋条的抗蠕变和机械性能等都会影响到铅酸蓄电池的循环次数和使用寿命，如果筋条的抗蠕变性能较差，其在循环使用过程中，容易造成活性物质的脱落，从而使得寿命减少。而本发明使用的是条形皮芯结构，或者是管状结构，这种结构中皮层的厚度和芯层的厚度对筋条蠕变性的影响巨大，例如，当皮层尺寸过小，活性物质附着后，筋条在酸性环境并且活性物质所带来的外界力的作用下，极容易发生形变，为此，本发明根据循环次数和使用寿命的需求，对皮芯结构的尺寸进行调整，并发现在皮层/芯层的厚度为0.2-2，进一步的优选0.2-1，皮层厚度为0.05-2mm，芯层直径为0.2-2mm的情况下，其寿命和循环次数能达到现有技术中的需求80％DOD循环600次，但是制备的板栅的质量却能够明显的降低，降低甚至超过5-50％。

作为条形管状结构的筋条，由于减少了芯层的支撑，此种情况下，需要管状结构具有较好的支撑力，因此，管状层(即管状的内壁和外壁之间)的厚度为0.05-2mm，管状的直径为1.0-4mm的时候，能够达到现有技术中的循环次数和使用寿命时间。

所述的条形皮芯结构筋条的皮层材料或条形管状结构材料包括含碳材料。

进一步的，作为板栅筋条材料，必须要求其具有良好的导电性和抗腐蚀性能，本发明为了避免皮芯结构材料中不同材料中可能存在的电化学反应，在皮层中加入了含碳材料，主要是利用含碳材料的抗腐蚀性能，进而避免其电化学腐蚀的产生，另一方面，含碳材料具有导电性能，在提高皮层的抗腐蚀性的情况下，还能提高筋条的导电性能，因此，含碳材料的加入可以提高活性物质在筋条上的附着时间，以及在酸性物质条件下的耐腐蚀性，进而提高铅酸蓄电池的整体的寿命。

进一步的所述含碳材料为石墨、石墨烯或氧化石墨烯中的一种或多种。

石墨烯作为一种片层结构，其具有优异的导电性能，可以改善复合材料的机械性能，将石墨烯掺入作为复合材料中的添加物，利用石墨烯优异的导电性能和强度性能可大幅度提高复合材料的机械性能和抗腐蚀性能。

所述条形皮层结构材料或管状结构材料为含碳金属复合材料或含碳非金属复合材料中的一种或两种。

所述含碳材料轻量化板栅筋条的皮层电阻率为2×10^-7Ω·m-8×10^-7Ω·m，进一步优选为2.5×10^-7Ω·m-5×10^-7Ω·m。

所述皮层含碳材料的抗拉强度大于55N/mm²，进一步优选的抗拉强度大于60N/mm²。

筋条的导电性能是其能否作为板栅的必须要求，而对于筋条的力学性能，本发明由于是芯层结构，而与活性物质直接接触的是筋条的皮层材料，本发明要求皮层材料具备优异的力学性能，本发明通过芯层材料的调整，包括但不限于石墨烯用量的调整，进一步的我们选择导电性能优异的金属以及具有一定导电性的非金属与石墨烯共混制备复合材料，并且保证其电阻率为2×10^-7Ω·m-8×10^-7Ω·m，进一步优选为2.5×10^-7Ω·m-5×10^-7Ω·m，同时还满足了皮层含碳材料的抗拉强度大于55N/mm²，进一步优选的抗拉强度大于60N/mm²。

进一步的，所述含碳金属复合材料中的金属为铜、铝、铅、锌、锡、钛的一种或多种；所述含碳非金属复合材料中的非金属为石墨、碳纤维、聚吡咯、聚苯胺中的一种或两种。

进一步的，所述条形皮层结构或管状结构中含碳材料的含量为0.01％-5％，更优选的0.5％-3％。

本发明通过对含碳材料的用量的调整，配合导电性以及其他材料的选择，使得制备得到的复合材料的电阻率达到作为板栅材料的需求。

进一步的所述芯层为金属和非金属材料中的一种或两种。

进一步优选的，所述芯层为泡沫金属条状物。

更进一步的，所述芯层金属为铜、铝、铅、锌、锡、钛中的一种或多种。

更进一步的，所述的芯层非金属为玻璃丝、碳纤维、聚酯纤维、导电聚合物纤维、石墨烯、石墨纤维、复合纤维中的一种或多种。

具体的，制备的皮芯结构的筋条材料或管状的筋条材料的电阻率为2×10^-7Ω·m-6×10^-7Ω·m，进一步优选为2.5×10^-7Ω·m-4×10^-7Ω·m。

对于板栅的轻质化，现有技术大多使用泡沫板栅或者添加轻质金属替换铅金属，进而达到轻质化的效果，对于泡沫板栅，其对活性物质的附着力会有一定的提升，但是对于力学性能存在一定的缺陷，而对于在合金中添加轻质金属，其轻质化的程度较小。

本发明通过具体的皮芯结构或管状结构，可以选择轻质的芯层材料，甚至不选用芯层，在保证皮层的导电性、力学性能和抗腐蚀性能的前提下，可以更大比例的选择芯层材料，进而在保证筋条的性能的前提下，极大程度的降低了板栅的质量。对于芯层材料，在筋条中可以起到支撑作用，也可以起到导电作用，因此，根据实际需求，我们可以选择导电性材料和非导电性材料。

对于板栅的筋条材料，必须要求其具备优良的导电性能，只有导电性能良好，在铅酸蓄电池使用过程中才能避免导电所产生的热能，进而防止电解液和电池整体的膨胀，以及防止活性物质的脱落，达到延长使用寿命的技术效果。本发明通过皮芯结构和管状结构的材料选择，制备出的筋条的电阻率为2×10^-7Ω·m-6×10^-7Ω·m，进一步优选为2.5×10^-7Ω·m-4×10^-7Ω·m，具体的，我们在使用导电性能较弱的管状层时，我们去选择导电性能良好的芯层作为支撑。当管状结构和皮层已经具备较好的导电性时，我们考虑到其机械性能，我们可以选择使用芯层或者包覆芯层，对芯层的选择考虑到轻量化，可以选择导电性差的芯层或者不使用芯层，达到减轻质量的效果。

本发明还提供了一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅的制备方法，其特征在于，采用皮层包覆芯层且通过冷挤压包覆方式得到含碳复合导电材料。

具体的，包括以下步骤：(1)含碳材料的杆坯进入挤压轮轮槽，杆坯通过模口挤压成型，成为管状结构，得到管状筋条或条形皮芯结构筋条的皮层；(2)管状皮层包覆芯层材料，得到可用于制备板栅的筋条材料；(3)将筋条材料制成铅酸蓄电池板栅。

具体的，步骤(1)是通过启动挤压设备，挤压电机使挤压轮转动，在轮槽槽壁的摩擦力作用下，杆坯被牵引到挤压轮和腔体形成的弧形挤压腔内。

进一步的，步骤(1)的模口在摩擦力产生的高压和高温作用下，杆坯熔化，进而能够成为管状结构。

进一步的，步骤(1)中的挤压设备的挤压轮上带有圆周方向的环形沟槽，其能保证杆坯稳定运动。

本发明中可以通过挤压轮的压力以及杆坯的粗细，以及通过对模具的规格进行调整，制备出不同的管状结构及皮层结构，在包覆芯层或不包覆芯层时，制备出不同规格的板栅筋条的材料。

本发明使用挤压的方式制备管状结构和皮层结构，相对于现有技术制备皮芯结构，大多使用电镀、热喷涂、静电喷涂、3D打印等包覆，但是现有技术中这些方式难以制备一定厚度的管状结构和皮层结构，而对于筋条，需要皮层具有良好的力学性能以及导电性能，现有技术中的常规方法难以满足上述性能要求。本发明中，采用冷挤压包覆方式，采用挤压轮设备，挤压轮上带有一个圆周方向的环形沟槽，将板栅用含碳复合导电材料的杆坯放入挤压轮沟槽中，经过熔融及模具定型得到管状结构和皮层结构的产品，该产品可以包覆于芯层表面，采用皮层包覆于芯层表面的方式，包覆均匀，提高了导电能力，延长了板栅的使用寿命；该管状产品也可以直接用于制作板栅，芯层材料不填充，该种方式使得板栅轻质化。

相对于现有技术，本发明所制备的铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅具有导电能力强、强度高、耐腐蚀性能优、电化学可逆性优、电化学活性强等优点，并且板栅质量相对于现有技术大幅降低，同时制备方法简单，操作可控。

附图说明

图1为本发明铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅的制备方法，具体包括将石墨烯作为添加剂，经过加热熔融，注定成型，或加热熔融注塑为杆坯。

从上述实验数据可以看到，采用含碳复合材料制成条形皮芯结构的皮层材料或条形管状结构的管状材料，其中含碳材料的含量为0.01％-5％时，性能较优，更优选的，含碳材料的含量为0.5％-3％，石墨烯的含量过多时反而会降低材料的性能。对于含碳材料的选择上，添加氧化石墨烯后，其抗拉强度和导电性能会有所下降，因此，含碳材料优选为石墨烯。而且，该复合材料中以添加金属合金为佳，当然，为达到材料轻量化的目的，也可以采用导电非金属来代替。

实施例二

本发明一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅的制备方法，包括如下步骤：

(1)将板栅用含碳复合导电材料的杆坯放入挤压轮沟槽中；

(2)启动电机使挤压轮转动，在轮槽槽壁的摩擦力作用下，杆坯被牵引到挤压轮和腔体形成的弧形挤压腔内，在摩擦力产生的高压和高温作用下，杆坯熔化，通过模口挤出形成管材，包覆于芯层材料表面，形成含碳复合导电丝，或者通过模口挤出形成的管材直接用于制作板栅，芯层不填充其他材料。本实施例通过控制杆坯的粗细，模具规格，制备出不同的规格的管状皮层，之后包覆芯层，制备得到筋条材料。

实施例三：

通过调整上述筋条的各项参数，制备得到下表的筋条材料，并将其制备成板栅，完成后测量其电池的循环次数。下表中的轻量化程度参数的计算以相同粗细的铅板栅的质量A为基准，B为本发明中的实施例中的板栅质量，轻量化程度为(A-B)/A×100％。

从上述实施例可以看到，在第一组实施例的基础上，改变皮层/芯层的厚度比，可以改变板栅材料的导电性能、轻量化程度以及80％深度放电的循环次数，且当皮层/芯层的厚度为0.2-2时，板栅材料的性能较优，进一步的优选为0.2-1，其中皮层厚度为0.05-2mm，芯层直径为0.2-2mm。而且，当芯层采用非金属材料时，可大大降低板栅的质量，达到轻量化的要求，同时，板栅材料的性能也较优良，完全能到达制作板栅材料的要求。采用本发明中的板栅，其80％深度放电的循环次数大大提高，可提高到

综上，本发明板栅用含碳复合导电材料，既能提升性能、又能使板栅轻量化，且采用冷挤压包覆方式得到该材料，使之包覆均匀，延长了板栅的使用寿命。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (10)

1.一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述含碳材料轻量化板栅的筋条为条形结构，所述筋条包括含碳材料；所述筋条为条形皮芯结构或条形管状结构，所述筋条的直径为1.5-4mm；所述条形皮芯结构筋条皮层/芯层的厚度为0.2-2，进一步的优选0.2-1；所述皮层厚度为0.05-2mm，所述芯层直径为0.2-2mm；所述管状结构的筋条厚度为0.05-2mm。

2.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述条形皮芯结构筋条的皮层材料或管状结构材料包括含碳材料；所述含碳材料为石墨、石墨烯或氧化石墨烯中的一种或多种；所述条形皮芯结构材料或管状结构材料为含碳金属复合材料或含碳非金属复合材料中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述含碳材料轻量化板栅的筋条含碳材料的电阻率为2×10^-7Ω·m-8×10^-7Ω·m，进一步优选为2.5×10^-7Ω·m-5×10^-7Ω·m。

4.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述皮层含碳材料或管状结构含碳材料的抗拉强度大于55N/mm²，进一步优选的抗拉强度大于60N/mm²。

5.如权利要求2所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述含碳金属复合材料中的金属为铜、铝、铅、锌、锡、钛的一种或多种；所述含碳非金属复合材料中的非金属为石墨、碳纤维、聚吡咯、聚苯胺中的一种或两种。

6.如权利要求2所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述条形皮芯结构或管状结构中含碳材料的含量为0.01％-5％，更优选的0.5％-3％。

7.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述芯层为金属或非金属材料中的一种或两种；所述芯层为泡沫金属条状物；所述芯层的金属为铜、铝、铅、锌、锡、钛中的一种或多种；所述芯层的非金属为玻璃丝、碳纤维、聚酯纤维、导电聚合物纤维、石墨烯、石墨纤维、复合纤维中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅，其特征在于：所述皮芯结构的筋条或管状的筋条的电阻率为2×10^-7Ω·m-6×10^-7Ω·m，进一步优选为2.5×10^-7Ω·m-4×10^-7Ω·m。

9.如权利要求1-8任一项所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅的制备方法，其特征在于：采用皮层包覆芯层且通过冷挤压包覆方式得到含碳复合导电材料；包括以下步骤：(1)含碳材料的杆坯进入挤压轮轮槽，杆坯通过模口挤压成型，成为管状结构，得到管状筋条或条形皮芯结构筋条的皮层；(2)管状皮层包覆芯层材料，得到可用于制备板栅的筋条材料；(3)将筋条材料制成铅酸蓄电池板栅。

10.如权利要求9所述的一种铅酸蓄电池用含碳材料轻量化板栅的制备方法，其特征在于：步骤(1)是通过启动挤压设备，挤压电机使挤压轮转动，在轮槽槽壁的摩擦力作用下，杆坯被牵引到挤压轮和腔体形成的弧形挤压腔内；步骤(1)的模口在摩擦力产生的高压和高温作用下，杆坯熔化，进而能够成为管状结构；步骤(1)中的挤压设备的挤压轮上带有圆周方向的环形沟槽，其能保证杆坯稳定运动。

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