CN112048757B - 板栅刻蚀的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种板栅刻蚀的处理工艺，特点是包括的步骤是：1）除油，将板栅浸泡在恒温的除油液中，除油液的恒温温度是30℃‑50℃，浸泡时间为2分钟‑5分钟，然后再水洗除去表面的除油液和浮油，风干，得到表面干净没有油的板栅；2）刻蚀，将步骤一中所得到的除油后的板栅浸泡到刻蚀液中，然后对刻蚀液通电，通电电流是20mA/cm²‑40 mA/cm²，通电时间是2分钟‑5分钟，以在板栅表面形成大量的沟壑，然后取出，再水清洗干净板栅表面的刻蚀液，风干，得到所需的经过刻蚀的板栅。其优点为：采用该工艺生产的板栅机械强度好，板栅表面的活性物质附着力强，使用寿命长。

Description

板栅刻蚀的处理工艺
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种板栅刻蚀处理工艺。
背景技术
铅酸蓄电池集流体为板栅，是介于极化电极与外引出电极之间的导电结构部分，在铅酸蓄电池中板栅也起支撑活性物质的作用，完成传递双电层电荷，引出电容量的功能。
板栅作为铅酸蓄电池集流体，有以下特点：（1）有良好的导电性，以减少内阻；（2）在电池的正常电压范围内具有良好稳定性，不发生电化学反应；（3）要有一定的机械强度，且要与极化电极（活性物质）接触良好。在铅酸蓄电池生产过程中，当板栅合金确定后，如何提高板栅与活性物质的接触性是关键。
目前，板栅的主要生产方式有二种。第一种生产板栅的方式是：重力浇铸，再硬化，涂膏，以及干燥；第二种生产板栅的方式是：拉网及冲孔，再硬化，涂膏，固化，以及干燥。拉网及冲孔的板栅，其表面过于均匀平滑，活性物质在其表面附着力不强；在蓄电池使用过程中，会出现内阻突然增加、电压急剧下降的情况，其原因为反应生成均匀硫酸铅阻挡层所致，硫酸铅阻挡层均匀的密布在板栅表面；为了克服缺陷，也有在板栅表面增加滚花滚压，以增减板栅表面的粗糙感和比表面积，但是纯粹的物理滚花并没有达到相应的效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种板栅刻蚀的处理工艺，采用该工艺生产的板栅机械强度好，板栅表面的活性物质附着力强。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种板栅刻蚀的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤一 除油
将板栅浸泡在恒温的除油液中，除油液的恒温温度是30℃-50℃，浸泡时间为2分钟-5分钟，然后再水洗除去表面的除油液和浮油，风干，得到表面干净没有油的板栅；所述除油液包括3-5%的 NaOH、0.05-0.5%的N-甲基吡咯烷酮及余量的水；
步骤二 刻蚀
将步骤一中所得到的除油后的板栅浸泡到刻蚀液中，然后对刻蚀液通电，通电电流是20mA/cm²-40 mA /cm²，通电时间是2分钟-5分钟，以在板栅表面形成大量的沟壑，然后取出，再水清洗干净板栅表面的刻蚀液，风干，得到所需的经过刻蚀的板栅；所述刻蚀液包括3-10%的盐酸、5-12%的硫酸、0.05-0.5%的硫脲、1-4%的烷基酚聚氧乙烯醚及余量的水。
本发明与现有技术相比的优点为：采用该工艺生产的板栅机械强度好，板栅表面的活性物质附着力强，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的极板跌落实验对比的曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
实施例一
其是一种板栅刻蚀的处理工艺，包括如下步骤：
步骤一 除油
将板栅浸泡在恒温的除油液中，除油液的恒温温度是35℃，浸泡时间为3分钟，然后再水洗除去表面的除油液和浮油，风干，得到表面干净没有油的板栅；所述除油液包括4%的 NaOH、0.2%的N-甲基吡咯烷酮及95.8%的水；
步骤二 刻蚀
将步骤一中所得到的除油后的板栅浸泡到刻蚀液中，然后对刻蚀液通电，通电电流是30mA/cm²，通电时间是3分钟，以在板栅表面形成大量的沟壑，然后取出，再水清洗干净板栅表面的刻蚀液，风干，得到所需的经过刻蚀的板栅；所述刻蚀液包括7%的盐酸、9%的硫酸、0.2%的硫脲、2%的烷基酚聚氧乙烯醚（TX10）及81.8%的水。在本实施例中，板栅采用铅钙锡铝合金加工而成。
实施例二
其是一种板栅刻蚀的处理工艺，包括如下步骤：
步骤一 除油
将板栅浸泡在恒温的除油液中，除油液的恒温温度是50℃，浸泡时间为2分钟，然后再水洗除去表面的除油液和浮油，风干，得到表面干净没有油的板栅；所述除油液包括5%的 NaOH、0.5%的N-甲基吡咯烷酮及94.5%的水；
步骤二 刻蚀
将步骤一中所得到的除油后的板栅浸泡到刻蚀液中，然后对刻蚀液通电，通电电流是40 mA /cm²，通电时间是2分钟，以在板栅表面形成大量的沟壑，然后取出，再水清洗干净板栅表面的刻蚀液，风干，得到所需的经过刻蚀的板栅；所述刻蚀液包括3%的盐酸、12%的硫酸、0.05%的硫脲、4%的烷基酚聚氧乙烯醚（TX10）及89.95%的水。在本实施例中，所述板栅是铅合金板。
实施例三
其是一种板栅刻蚀的处理工艺，包括如下步骤：
步骤一 除油
将板栅浸泡在恒温的除油液中，除油液的恒温温度是30℃，浸泡时间为5分钟，然后再水洗除去表面的除油液和浮油，风干，得到表面干净没有油的板栅；所述除油液包括3%的 NaOH、0.05%的N-甲基吡咯烷酮及96.95%的水；
步骤二 刻蚀
将步骤一中所得到的除油后的板栅浸泡到刻蚀液中，然后对刻蚀液通电，通电电流是20mA/cm²，通电时间是5分钟，以在板栅表面形成大量的沟壑，然后取出，再水清洗干净板栅表面的刻蚀液，风干，得到所需的经过刻蚀的板栅；所述刻蚀液包括10%的盐酸、5%的硫酸、0.5%的硫脲、1%的烷基酚聚氧乙烯醚（TX10）及83.5%的水。在本实施例中，所述板栅是铅合金板。
实际应用对比结果：
一、板栅跌落测试
制作出来的板栅进行跌落测试，测试方法：测试前板栅称重，每种类型的板栅取5片，然后将板栅水平从1米高处自由跌落到水泥地面，连续测试10次，记录每次板栅跌落后重量；跌落重量损失百分比＝(跌落前重量-跌落后重量)*100%/(跌落前重量)，跌落重量损失百分比如表1所示。表1中：本发明的五片板栅采用实施例一制成；现有技术（1）的五片板栅是背景技术中第一种生产方式生产的板栅；现有技术（2）的五片板栅是背景技术中第二种生产方式生产的板栅。
表1
Figure 585552DEST_PATH_IMAGE001
由表1绘制的曲线图如图1所示，从曲线图可以明显看出，本发明所生产的板栅跌落重量损失百分比明显低，尤其从5次跌落以后，表现得尤为突出，说明经过本发明技术方案处理的板栅与活性物质的结合后的机械强度显著提升，并且整体结合的均匀度要好。
二、蓄电池性能检测
将本发明的板栅及现有技术的板栅按照常规工艺组装制备型号为6-QTF-70（720）的汽车起停蓄电池免维护蓄电池，参照试验标准：JB/T 12666-2016。
2.1 20小时率容量
检测方法：25℃±2℃环境温度中，以3.5A放电至蓄电池端电压为10 .5V±0.05V，记录时间。
2.2 储备容量测试
检测方法：25℃±2℃环境温度中，以25A放电至蓄电池端电压为10 .5V±0 .05V，记录时间。
2.3 -18℃低温起动能力测试
检测方法：在-18℃±1℃环境温度中保持24h以上。取出2min内以720A放电10s，记录10s时蓄电池的端电压；蓄电池静置10s±1s，然后以432A电流继续放电至电池端电压为6V止，分别记录20s时端电压及6V终止时所经历的时间t。
计算低温起动容量值：
Ccc=（Icc*（10+0.6t））/3600
2.4 -29℃低温起动能力测试
检测方法：在-29℃±1℃环境温度中保持24h以上,取出2min内以540A放电30s，分别记录10s、30s时电池端电压。
2.5 静态充电接受能力
检测方法：蓄电池完全充电后保持在25℃±2℃环境温度中，以Io放电5h，在0℃±1℃环境温度中放置20h，取出后按14.40V±0.10V电压充电，记录充电10分钟时的充电电流值Ica，充电电流值Ica与Io的比值。
2.6 循环能力测试
检测方法：按照JB/T 12666-2016中的5.3.11起停蓄电池50%DOD循环能力试验。
上述检测结果如表2所示。表2中：本发明的板栅采用实施例一制成；现有技术（1）的板栅是背景技术中第一种生产方式生产的板栅；现有技术（2）的板栅是背景技术中第二种生产方式生产的板栅。
Figure 194038DEST_PATH_IMAGE002
由表2的结果可以看出，本发明所生产的板栅采用本发明刻蚀工艺后，显著提高板栅与活性物质的结合后的机械强度和接触面积；机械强度的提升对于蓄电池活性物质软化脱落的失效模式而言，减缓活性物质的软化脱落速度，故而其循环寿命有一定的提升；板栅与活性物质接触面积的增加，降低了接触电阻，使蓄电池能够在短时间大电流充放电，提高蓄电池的充电接受能力。
以上对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种板栅刻蚀的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤一 除油
将板栅浸泡在恒温的除油液中，除油液的恒温温度是30℃-50℃，浸泡时间为2分钟-5分钟，然后再水洗除去表面的除油液和浮油，风干，得到表面干净没有油的板栅；所述除油液包括3-5%的 NaOH、0.05-0.5%的N-甲基吡咯烷酮及余量的水；所述板栅是铅合金板；
步骤二 刻蚀
将步骤一中所得到的除油后的板栅浸泡到刻蚀液中，然后对刻蚀液通电，通电电流是20mA/cm²-40 mA /cm²，通电时间是2分钟-5分钟，以在板栅表面形成大量的沟壑，然后取出，再水清洗干净板栅表面的刻蚀液，风干，得到所需的经过刻蚀的板栅；所述刻蚀液包括3-10%的盐酸、5-12%的硫酸、0.05-0.5%的硫脲、1-4%的烷基酚聚氧乙烯醚及余量的水。
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