铅酸蓄电池负极板制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铅酸蓄电池极板制作，特别是负极板制作方法，属于铅酸蓄电池 制作领域。
【背景技术】
[0002] 铅酸蓄电池凭借其优良的性能价格比，广泛地应用在备用电源、能量储备和动力 电源等领域。
[0003] 尽管铅酸蓄电池技术已相当成熟，但铅酸蓄电池还存在不足，特别是电池寿命不 长。负极活性物质的硫酸盐化是电池常见的一种寿命终止的失效模式，这种失效模式与 负极长期充电不足有着非常密切的关系，而负极的充电能力又与负极板的制作方法直接相 关。现有铅酸蓄电池负极板的制作是先乳制板栅，再在板栅上填充活性物质，板栅包括极耳 和框架，而框架由纵横交错的筋条构成。传统的负极板板栅的极耳和框架均采用铅合金材 质，一方面为保证板栅有足够的强度和刚度，其厚度和筋条的粗细及疏密度有一定要求，用 铅量较大，影响电池重量和环境保护；另一方面铅合金筋条与活性物质之间结合不紧密，接 触面积小，电阻大，导致活性物质充电接收能力不高，出现硫酸盐化现象，直接影响电池使 用寿命。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种增强活性物质充电接收能力，提 高电池使用寿命，并且降低用铅量、有利于环境保护的铅酸蓄电池负极板制作方法。
[0005] 本发明的技术方案是：铅酸蓄电池负极板制作方法，包括板栅制作和活性物质填 涂，其改进之处是所述板栅制作采用导电碳纤维毡与铅合金筋条焊合在一起，形成铅合金 筋条镶嵌在导电碳纤维毡上，共同构成板栅的框架，板栅上的极耳露在外，所述活性物质填 涂包括内部活性物质填充和表面活性物质双面涂，内部活性物质填充时，将板栅浸入活性 物质浆液中，利用超声波振动使活性物质进入纤维毡内部，再快速烘干部分失水后进行表 面膏状活性物质双面涂。
[0006] 进一步的方案是：所述导电碳纤维毡采用但不限于聚丙烯腈类有机材料毡碳化制 得，导电碳纤维毡克重为100~150g/ Hf . mm ;所述聚丙烯腈类有机材料毡采用但不限于 聚丙烯腈类短切纤维由非织造法制得；所述板栅的铅合金筋条和板栅上的极耳采用铅锡合 金、铅钙锡铝合金或其它铅合金；所述导电碳纤维毡与铅合金筋条采用电阻焊焊合后分切 成型；内部活性物质主要由去离子水、铅粉组成，表面活性物质主要由去离子水、铅粉、稀硫 酸、连接剂、膨胀剂组成；内部活性物质填充后的快速烘干是在20~30分钟内通过100~ 180°C烘道进行；所述表面活性物质双面涂控制温度45~55°C ;所述板栅填涂活性物质后 经过分切、固化、干燥、打磨工序制成负极板。
[0007] 本发明中，由导电碳纤维毡部分替代传统板栅的铅合金筋条，两者焊合成整体，使 原有铅合金筋条的厚度，粗细和疏密度相应减小后，用铅量小，板栅重量减轻，而强度、刚度 并不降低甚至增强。所述导电碳纤维毡由无数缠绕交织的聚丙烯腈类短纤维或其它碳纤 维制成，其制作工艺和优选参数能保证板栅的强度、刚度要求，借助超声波振动，内填活性 物质与上述纤维紧密结合在一起，距离很近，接触面积大。电池充放电时，铅合金筋条与碳 纤维之间，碳纤维与活性物质之间接触电阻小，活性物质充电接收好，负极硫酸盐化得到克 月艮，继而提高电池使用寿命。板栅用铅量的减少有利于环境保护。本发明的制作方法工艺 完善，操作规范，能实现工业化生产，有利于降低成本和产品质量的稳定。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明中板栅所用铅合金带示意图； 图2为图1的剖面示意图； 图3为导电碳纤维毡与铅合金带焊合成一体剖面示意图。
[0009] 图4为负极板分切过程示意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面通过实施例，结合附图，对本发明作进一步描述。
[0011] 按照12V60Ah (L2)起动型电池的设计要求，制作该铅酸蓄电池负极板，操作如下： 1、选用聚丙烯腈类短切纤维缠绕交织由非织造法制得的聚丙烯腈类有机材料毡碳化 后制成导电碳纤维毯，克重为120g/ m2. _，厚度取2~4_，并按尺寸要求，裁成导电碳纤 维毡带。
[0012] 2、根据负极板厚度要求及已确定的导电碳纤维毡的厚度，选用铅钙锡铝合金带材 冷乳制成厚度合适、筋条1纵横交错成矩形、带有极耳基条2的铝合金带(如图1、图2)，筋 条纵横间距分别为8mm和15mm。
[0013] 3、采用电阻焊将导电碳纤维毡带3与铅合金带焊合在一起，露出极耳基条，形成 板栅基带(如图3)，铅合金带镶嵌在纤维毡带上，总厚度符合设计要求。
[0014] 4、将板栅基带浸设在主要由去离子水和铅粉组成的活性物质浆液中，利用超声波 振动使活性物质进入纤维毡内部。
[0015] 5、将内部填充活性物质的板栅基带通过160°C烘道，在25~30分钟内快速烘干， 部分失水。
[0016] 6、对烘干后的板栅基带双面涂上膏状活性物质，膏状活性物质组成包括去离子 水、铅粉、稀硫酸、连接剂、膨胀剂，同于常规负极铅膏，涂膏温度控制在50°C上下。
[0017] 7、将涂膏后的板栅基带分切成尺寸合适的湿极板(如图4)。
[0018] 8、湿极板固化、干燥、打磨后即制成负极板。
[0019] 本实施例中未讲明的技术内容参照现有技术。
[0020] 利用本发明生产的负极板替代原有电池的负极板组装成数只12V60Ah(L2)起动 型电池，电池重量下降了近一公斤，按PrEN50342-6和FORD-RW两种标准进行DCA性能测 试，结果如下：
从数据上看，碳纤维板栅铅酸蓄电池充电接收能力较原有电池大幅度提升，比目前公 认的充电接收能力较好的卷绕式电池还好，电池放电后能很快充足电，极板长期亏电盐化 影响寿命的问题得到有效解决。
【主权项】
1. 一种铅酸蓄电池负极板制作方法，包括板栅制作和活性物质填涂，其特征是所述板 栅制作采用导电碳纤维毡与铅合金筋条焊合在一起，形成铅合金筋条镶嵌在导电碳纤维毡 上，共同构成板栅的框架，板栅上的极耳露在外，所述活性物质填涂包括内部活性物质填充 和表面活性物质双面涂，内部活性物质填充时，将板栅浸入活性物质浆液中，利用超声波振 动使活性物质进入纤维毡内部，再快速烘干部分失水后进行表面膏状活性物质双面涂。2. 按权利要求1所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是所述导电碳纤维毡采用但 不限于聚丙烯腈类有机材料毡碳化制得，导电碳纤维毡克重为100~150g/m2. _。3. 按权利要求2所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是所述聚丙烯腈类有机材料 毡采用但不限于聚丙烯腈类短切纤维由非织造法制得。4. 按权利要求1所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是所述板栅的铅合金筋条和 板栅上的极耳采用铅锡合金、铅钙锡铝合金或其它铅合金。5. 按权利要求1所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是所述导电碳纤维毡与铅合 金筋条采用电阻焊焊合后分切成型。6. 按权利要求1所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是内部活性物质主要由去离 子水、铅粉组成，表面活性物质主要由去离子水、铅粉、稀硫酸、连接剂、膨胀剂组成。7. 按权利要求1所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是内部活性物质填充后的快 速烘干是在20~30分钟内通过100~180 °C烘道进行。8. 按权利要求1所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是所述表面活性物质双面涂 控制温度45~55 °C。9. 按权利要求1所述铅酸蓄电池负极板制作方法，其特征是所述板栅填涂活性物质后 经过分切、固化、干燥、打磨工序制成负极板。
【专利摘要】一种铅酸蓄电池负极板制作方法，包括板栅制作和活性物质填涂，其特征在于采用导电碳纤维毡部分替代传统负极板板栅的框架，在碳纤维毡上镶嵌极耳及导电筋条形成新型板栅，而后在新型板栅的碳毡内部及表面填涂活性物质，继而制成负极板。该负极板用铅量下降，有利于减轻重量和环境保护，尤其是碳纤维与活性物质结合紧密、接触面积大，电阻小，活性物质利用率提升，活性物质充电接收好，硫酸盐化得到克服，提高了电池的使用寿命。
【IPC分类】H01M4/20
【公开号】CN105226240
【申请号】CN201510588822
【发明人】陆亚山
【申请人】双登集团股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月16日