CN114293128A - 一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺。所述铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺以正极板栅合金坯材或预轧后制得的合金带材为熔射基体，以Pb（97.95%‑99.86%）‑Sn(0.1%~0.5%)‑Bi(0.03%~1.5%)‑Sb(0.01%~0.05%)合金为熔射材料，在正极板栅合金坯材或已经过预轧的正极板栅合金带材上熔射一层20um‑200um的合金膜层，然后已附着熔射合金膜层的正极板栅合金坯材或正极板栅合金带材继续轧制获得所需厚度的正极铅带。该工艺制备的正极铅带进一步制成正极板栅后，可提升正极板栅的导电性能，应用所述板栅制备成铅酸蓄电池后可大幅提升蓄电池的深循环寿命。

Description

一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺。
背景技术
铅酸蓄电池正极板栅合金以Pb-Ca-Sn-Al合金为主，为了减缓铅酸蓄电池的早期容量损失现象，正极板栅合金中Sn的含量一般在1%-2%之间，正极板栅富锡有利于抑制导电性差的PbO、PbSO4的生成，明显降低阳极膜界面电阻，增强板栅的导电集流作用。但正极板栅富锡也使得正极板栅在固化过程中更难以参与氧化反应，影响了正极板栅与正极铅膏之间的更紧密结合，从而影响了蓄电池的深循环寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，该方法制备的正极铅带进一步制备成正极板栅后使板栅的导电集流作用有效提高，从而有利于降低电池的初期容量损失，提升蓄电池的深循环寿命。
上述目的是通过如下技术方案得以实现的：包含以下步骤：
1)、配制熔射材料合金，所述熔射材料合金由下述重量份的原料制成：Sn：0.1-0.5份、Bi：0.03-1.5份、Sb：0.01-0.05份、Pb：97.95-99.86份；
2)、将步骤1)中配制的熔射材料合金使用熔射方式附着在熔射基体表面，熔射基体表面形成熔射材料合金膜层，附着熔射材料合金膜层的熔射基体厚度为H2；所述熔射基体为正极板栅合金坯材或正极板栅合金坯材经过预轧至少一次制得的预轧正极板栅合金带材；
3)、将步骤2)中厚度为H2的附着熔射材料合金膜层的熔射基体进行轧制至少一次获得厚度H的正极铅带。
所述熔射材料合金熔射温度为450℃-650℃，熔射气体压力80kpa-250kpa，喷射口为线状，喷射口长度等于熔射基体的宽度或喷射口长度比熔射基体的宽度短0.2-2mm，喷射口宽度在0.5-3mm范围内，向连续成型的熔射基体两个表面同时进行喷射，熔射合金膜层厚度在20um-200um之间。
若熔射基体表面与水平方向平行，则位于熔射基体下侧的喷射口熔射气体压力为150kpa-250kpa。
所述熔射材料合金由下述重量份的原料制成：Sn：0.1-0.4份、Bi：0.03-0.75份、Sb：0.015-0.03份、Pb：98-99.8份。
步骤2)中正极板栅合金坯材采用连续成型工艺生产，所述正极板栅合金坯材的厚度H1=5-20mm。
预轧正极板栅合金带材由采用连续成型工艺生产的正极板栅合金坯材经过预轧至少一次制得，预轧正极板栅合金带材的厚度H3 =1-3mm。
（H3-H）/H3≥30%。
预轧正极板栅合金带材附着熔射材料合金膜层之前有表面处理步骤，表面处理步骤包括清洁处理、干燥处理。
清洁处理为采用纯水清洗；干燥处理为采用热风烘干，热风温度为100℃-130℃。
为了有效解决上述问题，本发明提供一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，将重量份为Pb(97.95-99.86份)-Sn(0.1~0.5份)-Bi(0.03~1.5份)-Sb(0.01~0.05份)的合金使用熔射方式附着在熔射基体表面，熔射基体为正极板栅合金坯材或正极板栅合金坯材经过预轧至少一次制得的预轧正极板栅合金带材，然后已附着熔射合金膜层的熔射基体继续进行轧制获得所需厚度的正极铅带。该工艺直接在铅带连续生产过程中实现，不影响生产效率，且合金熔射在正极板栅合金基体上，减少熔射合金材料的浪费；该工艺能够将Pb-Sn-Bi-Sb合金均匀地喷涂在预轧正极板栅合金带材上，且经过后续的轧制使喷涂层与铅带表面层高效地结合；该工艺有效地控制铅带表面的合金成分比例，使正极铅带表面Sn含量低于铅带基体，有利于板栅界面氧化，增加固化时板栅与铅膏的结合但并不影响板栅本体的耐腐蚀性能；同时通过Bi元素和Sb元素的协同作用提高板栅界面的导电能力，优选对电池失水影响更小的Bi元素适量添加。可大幅提升蓄电池的深循环寿命，如C20容量循环能力、50%DOD循环能力。
具体实施方式
实施例1
使用常规启动型铅酸蓄电池正极板栅合金，采用连续铸轧铅带方式生产正极板栅合金坯材，正极板栅合金坯材厚度H1为8.0mm；
将配置好的Pb（99.86份）-Sn（0.1份）-Bi（0.03份）-Sb（0.01份）合金使用熔射方式附着在正极板栅合金坯材上，熔射合金膜层厚度控制在150um-180 um；
附着熔射合金膜层的铅坯经过5道轧制制备成厚度H为1.0mm的正极铅带；
正极铅带冲制成正极板栅，经常规生产过程制备成70AhAGM启停电池。
实施例2
使用常规启动型铅酸蓄电池正极板栅合金，采用连续铸轧铅带方式生产正极板栅合金坯材，正极板栅合金坯材厚度H1为8.0mm；
正极板栅合金坯材经过2道轧制制备成3.1mm的预轧正极板栅合金带材；
预轧正极板栅合金带材在线喷淋纯水清洗，并经过温度为100℃-130℃的风道使用热风烘干；
将配置好的Pb（97.95份）-Sn（0.5份）-Bi（1.5份）-Sb（0.05份）合金使用熔射方式附着在表面干燥、清洁的已经过预轧的正极板栅合金带材上，熔射合金膜层厚度控制在20um-30 um；
附着熔射合金膜层的预轧正极板栅合金带材经过3道轧制制备成厚度为1.0mm的正极铅带；
正极铅带冲制成正极板栅，经常规生产过程制备成70AhAGM启停电池。
实施例3
使用常规启动型铅酸蓄电池正极板栅合金，采用连续铸轧铅带方式生产正极板栅合金坯材，正极板栅合金坯材厚度H1为8.0mm；
正极板栅合金坯材经过2道轧制制备成3.1mm的预轧正极板栅合金带材；
预轧正极板栅合金带材在线喷淋纯水清洗，并经过温度为100℃-130℃的风道使用热风烘干；
将配置好的Pb（98.92份）-Sn（0.3份）-Bi（0.75份）-Sb（0.03份）合金使用熔射方式附着在表面干燥、清洁的已经过预轧的正极板栅合金带材上，熔射合金膜层厚度控制在20um-30 um；
附着熔射合金膜层的预轧正极板栅合金带材经过3道轧制制备成厚度为1.0mm的正极铅带；
正极铅带冲制成正极板栅，经常规生产过程制备成70AhAGM启停电池。
对比例
使用常规启动型铅酸蓄电池正极板栅合金，采用连续铸轧铅带方式生产正极板栅合金坯材，正极板栅合金坯材厚度为8.0mm；
正极板栅合金坯材经过5道轧制制备成厚度为1.0mm的正极铅带；
正极铅带冲制成正极板栅，经常规生产过程制备成70AhAGM启停电池。
实施例1、实施例2所制备电池按《JB/T 12666-2016起停用铅酸蓄电池技术条件》进行C20容量（即20小时率容量）测试、50%DOD循环能力试验，数据如表1所示：
Figure 765735DEST_PATH_IMAGE001
由表1数据可以看出：与对比例相比较，采用本发明工艺制备的正极铅带最终制备成70Ah AGM启停电池后的C20容量循环能力和50%DOD循环能力大幅提升。
以上实施例对本发明所提供的一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：包含以下步骤：
1)、配制熔射材料合金，所述熔射材料合金由下述重量份的原料制成：Sn：0.1-0.5份、Bi：0.03-1.5份、Sb：0.01-0.05份、Pb：97.95-99.86份；
2)、将步骤1)中配制的熔射材料合金使用熔射方式附着在熔射基体表面，熔射基体表面形成熔射材料合金膜层，附着熔射材料合金膜层的熔射基体厚度为H2；所述熔射基体为正极板栅合金坯材或正极板栅合金坯材经过预轧至少一次制得的预轧正极板栅合金带材；
3)、将步骤2)中厚度为H2的附着熔射材料合金膜层的熔射基体进行轧制至少一次获得厚度H的正极铅带；
所述熔射材料合金熔射温度为450℃-650℃，熔射气体压力80kpa-250kpa，喷射口为线状，喷射口长度等于熔射基体的宽度或喷射口长度比熔射基体的宽度短0.2-2mm，喷射口宽度在0.5-3mm范围内，向连续成型的熔射基体两个表面同时进行喷射，熔射合金膜层厚度在20um-200um之间。
2.如权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：若熔射基体表面与水平方向平行，则位于熔射基体下侧的喷射口熔射气体压力为150kpa-250kpa。
3.如权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：所述熔射材料合金由下述重量份的原料制成：Sn：0.1-0.4份、Bi：0.03-0.75份、Sb：0.015-0.03份、Pb：98-99.8份。
4.如权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：步骤2)中正极板栅合金坯材采用连续成型工艺生产，所述正极板栅合金坯材的厚度H1=5-20mm。
5.如权利要求1或4所述的铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：预轧正极板栅合金带材由采用连续成型工艺生产的正极板栅合金坯材经过预轧至少一次制得，预轧正极板栅合金带材的厚度H3 =1-3mm。
6.如权利要求5所述的铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：（H3-H）/H3≥30%。
7.如权利要求1或5所述的铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：预轧正极板栅合金带材附着熔射材料合金膜层之前有表面处理步骤，表面处理步骤包括清洁处理、干燥处理。
8.如权利要求7所述的铅酸蓄电池正极铅带熔射工艺，其特征在于：清洁处理为采用纯水清洗；干燥处理为采用热风烘干，热风温度为100℃-130℃。
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