CN2556240Y - 金属包覆纤维编织布 - Google Patents

Abstract

一种金属包覆纤维编织布，它由非金属纤维编织布基材和包覆在非金属纤维编织布基材上的金属镀层组成，金属镀层还包括通过沉积处理包覆在非金属纤维编织布基材上的电沉积层和夹设在非金属纤维织布基材和电沉积层之间的导电膜；利用非金属纤维编织布作为金属包覆复合材料的基材，先对纤维布基材进行表面处理，使基材表面具有良好的导电性，然后将具有高导电性，高耐蚀性金属材料通过电沉积的方式包覆到基材表面，形成致密的金属包覆层，基材与金属包覆层紧密坚固地结合为一体，具有高机械强度，高导电性和高耐蚀性能，可以直接加工成为电极或电极基材，用于制造高功率、高比能量、长寿命的蓄电池。

Description

金属包覆纤维编织布

技术领域：

本实用新型涉及一种金属包覆纤维编织布，尤其是一种以非导电纤维编织布为基材，外层包覆金属的纤维织布，属于蓄电池制造技术领域。

背景技术：

传统的铅酸电池制造工艺已经历了一个多世纪的历程，但传统的铅酸电池技术对近一步提高电池能量密度有其局限性。通常为了提高电池的重量比能量密度，在电池设计中尽量减少电极板栅厚度以及联接件等非容量贡献部份的重量。然而，考虑电池应用类别，极板的加工过程，电池的循环使用寿命和其他性能，又必须采用一定厚度的板栅和联接件。所以按传统的铅酸电池制造技术，电池的比能量密度和循环使用寿命是互相制约的两个因素，要想同时提高电池的能量密度和循环使用寿命，采用传统的电池制造技术是难以实现的。

为解决这一矛盾，以往的实用新型在板栅结构设计和材料上都作了很多改进，其中包括采用新的高强度和耐蚀性铅合金，锻压或膨胀拉网板栅，铅一塑料复合板栅，铅一玻璃纤维复合板栅等技术。如美国专利4,279,977提供了一种快速辊轧板栅，美国专利5,462,109提供了一种膨胀拉网的板栅，这两种板栅的生产效率高，均可以实现板栅与极耳一次形成，但缺点是所加工的板栅缺少边框，如果用于正极板时其机械强度和耐蚀性有其局限性。美国专利4,658,632，美国专利5,010,637提供了一种铅一玻璃纤维复合网，利用这种铅一玻璃纤维复合网加工成铅蓄电池专用极板的板栅，同时具有很高的机械强度和耐蚀性，近年来已经被用于双极性水平式电池(Electrosource Ltd)。但是由于采用的是编织网结构，网眶(为两根单股铅复合玻璃纤维搭界)的最小厚度为单股铅复合玻璃纤维直径的二倍，而编织网包覆层金属铅实际有效厚度只是单股铅包覆层的厚度，在使用这种铅一玻璃纤维复合网时，在厚度上有一定的局限。同时这种铅一玻璃纤维复合网的边框和极耳的加工比较困难，所以使这类铅复合网在蓄电池上的应用受到很大限制。

中国专利申请(申请号：96118494.9)公开了一种非金属材料作骨架的铅酸蓄电池电极板栅。其特点是先对非金属材料进行表面活化处理，然后实施化学镀铅再电镀铅加厚。该方法的缺点是采用活化和化学镀处理不仅工艺复杂、效率底、成本高，同时在处理基材时不可避免地引进了一些有害杂质，用于电池时腐蚀加剧和自放电严重。

发明内容：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种金属包覆纤维编织布，它解决了金属对非金属纤维编织材料基材的包覆问题，尤其是金属对纤维编织布状材料的包覆问题。这种编织布的机械强度高、导电性高、耐蚀性能高、具有良好的几何尺寸和易加工制造的性能，且便于制造、工艺简单、合理。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案实现的：

一种金属包覆纤维编织布，它包括非金属纤维织布基材和包覆在非金属纤维布基材上的金属镀层，在金属镀层与非金属纤维布基材之间还设置有导电膜，金属镀层为电沉积层。

基材材质为非金属纤维编织布，或者是有机或无机物的无纺布，或者是两种或两种以上非金属纤维的混纺或混合编织布；非金属纤维编织布为碳纤维编织布或玻璃纤维编织布或棉布；或者为碳纤维编织布与玻璃纤维编织布的混纺或混合编织布；其厚度为50-1000微米。

电沉积层的材质为纯铅或铅合金，纯铅的纯度为99.99％；铅合金的元素为：钙0.03-0.1％，银0.01-0.1％，铜0.01-0.05％，钨0.05-0.5％，钼0.05-0.5％，铝0.1-0.05％，锶0.01-0.05％，铋0.02-1.0％，锡0.1-1.0％，镉0.1-1.5％；铅合金的组成为纯铅与以上一种元素的组合，或者是纯铅与以上两种元素或两种以上元素的组合。

电沉积层的材质还可以为锡或铅一锡合金；或者为镍、镉、铁、锰、铜、银、金或以上金属组成的合金；其为20-2000微米。

本实用新型有以下诸多优点：

1)采用纤维编织布作为基材，尤其是采用玻璃纤维或碳纤维为基材，基材具备极高的机械拉伸强度、良好的柔性、重量轻、几何尺寸易于加工等优点。

2)本实用新型在加工过程中，通过调整电沉积过程的参数可以控制金属包覆层的厚度，结晶结构和晶粒大小，使金属包覆层满足不同的使用要求。

3)本实用新型制备容易，成本低廉，工艺简单，易于操作。

4)本实用新型金属包覆纤维编织布，具有良好的导电性、高拉伸强度、高耐腐蚀性、良好的柔性和质轻的特点，可以作为防射线、辐射的屏蔽材料。

5)本实用新型金属包覆纤维编织布，可以用来加工成蓄电池特别是铅酸蓄电池专用电极或板栅，用于制造高重量比能量，高功率蓄电池。

附图说明：

图1为本实用新型金属包覆纤维编织布结构示意图之一；

图2为本实用新型金属包覆纤维编织布结构示意图之二。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细地说明。

如图1所示为本实用新型金属包覆纤维编织布结构示意图之一。图中所示的金属包覆纤维编织布包括非金属纤维织布基材1和包覆在非金属纤维布基材上的金属镀层2。

如图2所示为本实用新型金属包覆纤维编织布结构示意图之二。图中金属镀层2与非金属纤维布基材1之间还设置有导电膜3，金属镀层2为电沉积层。

从图1、2中可知，基材1材质为非金属纤维编织布，或者是有机、或无机物的无纺布；基材1材质为碳纤维编织布、玻璃纤维编织布、或棉布；基材1材质还可以为两种或两种以上非金属纤维的混纺或混合编织布。基材1的厚度为50-1000微米。

金属镀层2为电沉积层，其材质为铅或铅合金，铅的纯度为99.99％，铅合金的元素为：钙0.03-0.1％，银0.01-0.1％，铜0.01-0.05％，钨0.05-0.5％，钼0.05-0.5％，铝0.1-0.05％，锶0.01-0.05％，铋0.02-1.0％，锡0.1-1.0％，镉0.1-1.5％；铅合金的组成为纯铅与以上一种元素的组合，或者是纯铅与以上两种元素或两种以上元素的组合；电沉积层的材质还可以为锡或铅一锡合金或者为镍、镉、铁、锰、铜、银、金或以上金属组成的合金。电沉积层厚为20-2000微米。

本实用新型金属包覆纤维编织布可以用于屏蔽X-射线，γ-射线，防辐射，屏蔽噪音等；这种金属包覆纤维编织布还可以用于制作铅酸蓄电池的极板或板栅。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (12)

1、一种金属包覆纤维编织布，其特征在于：它包括非金属纤维编织布基材和包覆在非金属纤维编织布基材上的金属镀层。

2、根据权利要求1所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：在所述的金属镀层与非金属纤维编织布基材还设置有导电膜。

3、根据权利要求1或2所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的金属镀层为电沉积层。

4、根据权利要求1或2所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的基材材质为非金属纤维编织布，或者是有机或无机物的无纺布，或者是两种或两种以上非金属纤维的混纺或混合编织布。

5、根据权利要求4所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的非金属纤维编织布为碳纤维编织布或玻璃纤维编织布或棉布。

6、根据权利要求4或5所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的基材材质为碳纤维编织布与玻璃纤维编织布的混纺或混合编织布。

7、根据前述任一项权利要求所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的基材厚度为50-1000微米。

8、根据权利要求3所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的电沉积层的材质为纯铅或铅合金。

9、根据权利要求8所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的纯铅的纯度为99.99％；铅合金的元素为：钙0.03-0.1％，银0.01-0.1％，铜0.01-0.05％，钨0.05-0.5％，钼0.05-0.5％，铝0.1-0.05％，锶0.01-0.05％，铋0.02-1.0％，锡0.1-1.0％，镉0.1-1.5％；铅合金的组成为纯铅与以上一种元素的组合，或者是纯铅与以上两种元素或两种以上元素的组合。

10、根据权利要求3所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的电沉积层的材质为锡或铅一锡合金。

11、根据权利要求3所述的金属包覆纤维编织布，其特征在于：所述的电积层的材质为镍、镉、铁、锰、铜、银、金或以上金属组成的合金。

12、根据权利要求3或8或10或11所述的金属包覆纤维织布，其特征在于：所述的电沉积层厚为20-2000微米。

Images