本发明涉及一种由活性材料组成或包括活性材料的电极，具体涉及一种板栅纤维的制备方法。
背景技术：
化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池。放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能；需要放电时再次把化学能转换为电能。
板栅是化学电池主要组成部件，约占化学电池总质量的四分之一，其主要作用如下：1、作为活性物质的载体，极膏涂覆在板栅上，活性物质依靠板栅来保持和支撑。2、作为集流体，化学电池在充放电的过程中加强电流的传导、集散作用并使电流分布均匀。从上可见，板栅在化学电池中的作用是非常关键的。
现有的化学电池板栅主要应用于铅酸电池，其电极主要由铅及其氧化物制成，含铅量高，这种电池在使用过程中以及使用后容易造成环境污染。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种板栅纤维的制备方法，采用本发明的方法制备的板栅纤维无铅，而且环保性能、导电性能优异。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：
板栅纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)准备以下质量份数的材料：准备碳纤维和包覆在碳纤维表面的锌合金包敷料，锌合金包敷料为锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.2-1.5份，稀土复合增强剂0.05-0.1份，所述稀土复合增强剂包括镱、钪和硫酸铯，三者的质量比为1:0.5-0.8：0.1-0.3；
(2)处理锌合金包敷料：对锌合金包敷料进行混合得到混合料，之后研磨混合料，将混合料的大小控制在20-80μm；
(3)加热混合料，将加热至熔融状态，加热的过程中进行搅拌，得到熔融料；
(4)挤出成型，利用挤出包覆机生产板栅纤维单体，碳纤维通过牵引设备穿过挤出包覆机头的成形模具，熔融料包覆在碳纤维的表面得到板栅纤维单体；
(5)将板栅纤维单体编织形成板栅纤维即可。
本方案的优点是：
1、本方案中的板栅纤维不含铅，大大减少了重金属污染，显然更加安全和环保。
2、本方案采用了自主研发的稀土复合增强剂，稀土复合增强剂能够细化锌合金组织，减少锌合金中的夹杂物的含量，降低线性膨胀系数；该稀土复合增强剂是自主研发得到，镱明显地改善电沉积锌层的耐蚀性，而且能使得晶粒细小，均匀致密；钪能改善锌合金的强度、硬度和耐热和性能，加入硫酸铯进行复配之后，稀土复合增强剂中的镱、钪和硫酸铯具有协同增效的作用，在试验及使用中发现，采用上述配比的稀土复合增强剂，还能对锌合金包敷料具有变质和激化效果，提高锌合金的耐腐蚀性能以及电流传导性能；
3、本方案中加入银，能有效提高板栅纤维在使用过程中的耐腐蚀性能，减少板栅纤维中的金属迁移，从而保证后续制作的化学电池的稳定性能；
4、本方案控制板栅纤维筋条之间的距离在0.1-0.5mm范围内，包敷料的包覆厚度在0.15-0.25mm范围内，发现附着在板栅纤维表面的活性物质的利用率显著提升，能达到95％左右，大大提升了化学电池的性能；另外按照上述范围设定，板栅纤维在传导电流过程中的的损失小，而且电流分布均匀。
进一步，所述镱、钪和硫酸铯的质量比为1:0.6：0.2。发明人在试验中发现，上述配比的稀土复合增强剂的对锌合金的性能增强效果最佳。
进一步，所述锌合金包敷料包括以下质量份数的组分：锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.6-1份，稀土复合增强剂0.07-0.09份。发明人在试验中发现，上述配比的组分制作的板栅纤维强度和电流传导性能更好。
进一步，所述锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.8份，稀土复合增强剂0.08份。发明人在试验中发现，上述配比的组分制作的板栅纤维强度和电流传导性能最佳。
进一步，板栅纤维筋条之间的距离为0.2mm，包敷料的包覆厚度为0.2mm。发明人在试验中发现，板栅纤维筋条之间的距离以及包敷料的包覆厚度按上述设定时，对活性物质的利用率和对电流的传导性能综合最佳。
进一步，所述碳纤维在包覆锌合金包敷料前，按以下步骤进行预处理：(1)在碳纤维表面包覆一层耐腐蚀膜，耐腐蚀膜的表面密布有孔径为0.03-0.08mm的微孔；(2)将包覆耐腐蚀膜的碳纤维放入腐蚀溶液中处理5-10分钟；(3)取出碳纤维并冲洗干燥即可。
本方案中，通过以上处理，在碳纤维表面将形成蜂窝状的微孔，这样，在碳纤维包覆包敷料时，包敷料与碳纤维之间便能形成强力的结合。
进一步，所述碳纤维的横截面呈椭圆形或者三角形的形状。碳纤维设置成上述形状时，在编织成板栅纤维后，稳定性好，有利于板栅纤维上的极膏的保持。
进一步，制备得到的板栅纤维的筋条呈放射状分布。板栅纤维按上述方式设置时，板栅纤维的电阻明显减小，有助于电流传导。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
下面以实施例1为例进行详细说明，其他实施例仅示出区别之处。
实施例1
一种板栅纤维的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)准备以下质量份数的材料：锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.2份，稀土复合增强剂0.05份,稀土复合增强剂包括镱、钪和硫酸铯，三者的质量比为1:0.5：0.1,其中锡、锑、铋和银按重量比为1:1:1:0.1准备；
(2)处理锌合金包敷料：对锌合金包敷料进行混合得到混合料，之后研磨混合料，将混合料的大小控制在20-80μm；
(3)加热混合料，将加热至熔融状态，加热的过程中进行搅拌，得到熔融料；
(4)挤出成型，利用挤出包覆机生产板栅纤维单体，碳纤维通过牵引设备穿过挤出包覆机头的成形模具，熔融料包覆在碳纤维的表面得到板栅纤维单体，包敷料的包覆厚度为0.15mm；
(5)板栅纤维单体编织形成板栅纤维，板栅纤维筋条之间的距离为0.1mm，并使板栅纤维的筋条呈放射状分布。
碳纤维在包覆锌合金包敷料前，按以下步骤进行预处理：
(1)在碳纤维表面包覆一层耐腐蚀膜，耐腐蚀膜的表面密布有孔径为0.03-0.08mm的微孔；
(2)将包覆耐腐蚀膜的碳纤维放入腐蚀溶液中处理5-10分钟；
(3)取出碳纤维并冲洗干燥即可。
上述耐腐蚀膜可以是聚四氟乙烯膜、聚酯薄膜中的一种，本实施例中选用聚四氟乙烯膜，上述腐蚀溶液可以是硫酸、次氯酸钠中的一种，本实施例中选用次氯酸钠。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：锌合金包敷料包括以下质量份数的组分：锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.8份，稀土复合增强剂0.08份,制备得到的板栅纤维筋条之间的距离为0.2mm，包敷料的包覆厚度为0.2mm。
实施例3
本实施例与实施例1的区别之处在于：锌合金包敷料包括以下质量份数的组分：锌100份，锡、锑、铋和银的混合物1.5份，稀土复合增强剂0.1份,制备得到的板栅纤维筋条之间的距离为0.5mm，包敷料的包覆厚度为0.25mm。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处在于：稀土复合增强剂包括镱、钪和硫酸铯，三者的质量比为1：0.6：0.2。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处在于：稀土复合增强剂包括镱、钪和硫酸铯，三者的质量比为1：0.7：0.2。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于：稀土复合增强剂包括镱、钪和硫酸铯，三者的质量比为1：0.8：0.3。
对比例1
本对比例实施例1的区别之处在于：取消加入稀土复合增强剂。
对比例2
本对比例实施例1的区别之处在于：取消碳纤维在包覆锌合金包敷料前的预处理。
对比例3
本对比例实施例1的区别之处在于：取消银的加入。
对比例4
本对比例实施例1的区别之处在于：在稀土复合增强剂中取消加入硫酸铯。
对比例5
采用市场上购买的常规的板栅。
分别对以上的各实施例和对比例进行对比，按化学电池行业的标准检测各自的耐腐蚀性能，热膨胀系数、电流传导性能以及对活性物质的利用率，分别得到下表中的结果：
从以上的检测结果可以看出：
1、对比实施例1和对比例1，实施例1中的各项性能均有提升，而两者的区别在于对比例1中取消加入稀土复合增强剂，从而可以看出本发明的自有的稀土复合增强剂能够全面提升板栅纤维的性能。
2、对比实施例1和对比例2，实施例1中的板栅纤维的抗拉强度明显较好，从而可以看出，而两者的区别在于对比例2中取消碳纤维在包覆锌合金包敷料前的预处理，从而可以看出本发明碳纤维在包覆锌合金包敷料前的预处理能有效加强板栅纤维的强度。
3、对比实施例1和对比例3，实施例1中的耐腐蚀性能明显更优，而两者的区别在于对比例3中取消银的加入，从而可以得出银的加入能够显著提升耐腐蚀性能。
4、对比实施例1和对比例4，实施例1中的耐腐蚀性能、热膨胀性能以及抗拉强度明显更优，而两者的区别在于对比例4中在稀土复合增强剂中取消加入硫酸铯，从而可以得出在稀土复合增强剂中加入硫酸铯能有效提高板栅纤维的各项性能。
5、将实施例1-6和对比例5对比，实施例4市场上购买的常规的板栅，可以看出本发明中的各项性能均更优。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。