一种铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法，包括：用亲水性的导电石墨材料配制成的5?15wt%的石墨水分散液与正极板栅正反两面接触，然后干燥。本发明的方法，不仅改善正极板栅与活性物质之间的界面效应，而且还阻止电解液硫酸直接与板栅接触，大大提高了板栅的耐腐蚀性能，从而提高蓄电池的循环使用寿命。
【专利说明】
一种铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及铅酸蓄电池制作技术领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法。
【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。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。活性物质的软化和脱落以及板栅腐蚀是VRLA电池中影响电池的循环使用寿命的常见的失效模式。这种失效模式与正极板栅和活性物质界面的状态有着非常密切的关系，因此提高正极板栅的耐腐蚀性能及正极板栅和活性物质的界面进行修饰以改善板栅和活性物质的结合状况，对提高VRLA电池的使用寿命具有非常重要的作用。
[0003]目前，对板栅和活性物质的界面如何进行修饰还没有较好的办法。专利CN201110298561公开了一种在板栅上涂覆纯锡的方法;专利CN201410728738公开了一种将板栅泡碱的处理方法来改善板栅与铅膏之间的界面问题。然而，这些方法对板栅和活性物质的界面的改善能力依然有限。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法，不仅改善正极板栅与活性物质之间的界面效应，而且还阻止电解液硫酸直接与板栅接触，大大提高了板栅的耐腐蚀性能，从而提高蓄电池的循环使用寿命。
[0005]本发明通过如下技术方案实现:
[0006]—种铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法，包括:用亲水性的导电石墨材料配制成的5_15wt%的石墨水分散液与正极板栅正反两面接触，然后干燥。
[0007]进一步地，上述方法包括如下步骤:
[0008](I)将亲水性的导电石墨材料配制成5_15wt%的石墨水分散液；
[0009](2)将配制好的石墨水分散液均匀地涂覆到正极板栅正反两面，或将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0010](3)将上述正极板栅加热干燥或自然干燥。
[0011 ]进一步地，上述石墨水分散液的温度保持在40-60°C。
[0012]进一步地，上述加热干燥是在40-60°C温度下干燥30-60min。
[0013]进一步地，上述自然干燥时间为3-5小时。
[0014]进一步地，上述步骤(I)是，将亲水性的导电石墨材料加入40-600C的纯水中，机械搅拌或超声波分散10-15min，得到上述5-15wt%的石墨水分散液。
[0015]进一步地，上述步骤(2)中，将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中之后，进一步采用超声波分散。
[0016]进一步地，上述方法包括如下步骤:
[0017](I)将亲水性的导电石墨材料加入40_60°C的纯水中，机械搅拌或超声波分散10-15min，配制成5-15wt%的石墨水分散液；
[0018](2)保持上述石墨水分散液的温度在40-600C，将配制好的石墨水分散液均匀地涂覆到正极板栅正反两面，或将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0019](3)上述正极板栅在40-60 0C温度下干燥30-60min。
[0020]进一步地，上述步骤(2)中，将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中，进一步采用超声波分散lOmin。
[0021 ]进一步地，上述正极板栅是铅基合金材料，包括但不限于铅钙、铅锡、铅锑合金。
[0022]本发明使用亲水性的导电石墨材料，在正极板栅涂膏之前，涂覆在正极板栅表面，然后再进行涂膏，阻止在涂膏后板栅和铅膏之间难溶的铅氧化物以及盐的形成，不仅改善了板栅与活性物质之间的界面效应，而且还阻止了电解液硫酸直接与板栅接触，耐腐蚀的石墨保护层大大提高了板栅的耐腐蚀性能，从而提升蓄电池的循环使用寿命。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例1处理的正极板栅所制作的铅酸蓄电池的循环寿命与没有处理的正极板栅所制作的铅酸蓄电池(常规)的循环寿命的对比曲线。
【具体实施方式】
[0024]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0025]本发明创造性地使用亲水性的导电石墨材料的水分散液处理正极板栅，阻止在涂膏后板栅和铅膏之间难溶的铅氧化物以及盐的形成，不仅改善了板栅与活性物质之间的界面效应，而且还阻止了电解液硫酸直接与板栅接触，耐腐蚀的石墨保护层大大提高了板栅的耐腐蚀性能，从而提升蓄电池的循环使用寿命。
[0026]本发明的铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法的一个最基本的实施方案是，用亲水性的导电石墨材料配制成的5_15wt%的石墨水分散液与正极板栅正反两面接触，然后干燥。
[0027]发明人已经证实，本发明使用浓度5_15wt%的石墨水分散液，对于实现本发明的目的是关键的，如果石墨水分散液的浓度低于5wt%，其效果不充分，不能充分形成耐腐蚀的石墨保护层以提高板栅的耐腐蚀性能，因此蓄电池的循环使用寿命提高受限；如果石墨水分散液的浓度高于15wt%，石墨容易沉淀，难以形成均匀的水分散液，影响涂覆的均匀性。
[0028]本发明的一个优选的实施方案如下步骤:
[0029](I)将亲水性的导电石墨材料配制成5_15wt %的石墨水分散液；
[0030](2)将配制好的石墨水分散液均匀地涂覆到正极板栅正反两面，或将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0031](3)将上述正极板栅加热干燥或自然干燥。
[0032]需要说明的是，正极板栅正反两面均涂覆石墨水分散液对于改善耐腐蚀性能和蓄电池的循环使用寿命也很关键，如果只有一面涂覆石墨水分散液，不能充分发挥这样的效果O
[0033]为了提高导电石墨的分散度，本发明优选在加热条件下分散导电石墨材料。在本发明的优选实施例中，将亲水性的导电石墨材料加入40-60°C的纯水中，并且结合机械搅拌或超声波分散10-15min，得到上述5-15*1:%的石墨水分散液。这种加热分散并结合机械搅拌或超声波分散的方式，大大提高导电石墨的分散性，并且提高分散速率，有利于节省导电石墨的分散时间，提高工艺效率。
[0034]此外，干燥可以是自然干燥，也可以是加热干燥。本发明优选加热干燥，是因为加热干燥能够加快干燥速度，节省干燥时间。在本发明的优选实施例中，在40_60°C温度下干燥30-60min，实现加热干燥。如果使用自然干燥，那么自然干燥时间控制在3-5小时较为恰当。
[0035]在本发明的一个更加优选的实施方案中，整个方法过程中控制温度在40_60°C是非常有利的，即在40-60°C温度的纯水中分散导电石墨材料，然后石墨水分散液的温度保持在40-60°C与正极板栅接触(涂覆或浸泡)，最后在40-60°C温度下干燥。
[0036]本发明中可以通过将配制好的石墨水分散液均匀地涂覆到正极板栅正反两面的方式，或者将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中的方式，实现石墨水分散液与正极板栅接触。从操作的简便性和效果的均匀性的角度考虑，优选将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中，并且更优选，在正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中之后，进一步采用超声波分散(例如1min)。实验证实，超声波分散有助于石墨水分散液均匀地形成在正极板栅表面上。
[0037]本发明的一个最优选的实施方案包括如下步骤:
[0038](I)将亲水性的导电石墨材料加入40_60°C的纯水中，机械搅拌或超声波分散10-15min，配制成5-15wt%的石墨水分散液；
[0039](2)保持上述石墨水分散液的温度在40-60 V，将配制好的石墨水分散液均匀地涂覆到正极板栅正反两面，或将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0040](3)上述正极板栅在40-60 0C温度下干燥30-60min。
[0041]在上述最优选的实施方案中，如果步骤(2)中采用的是，将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中，那么进一步采用超声波分散lOmin。这种方式能够取得最理想的效果。
[0042]本发明中的正极板栅，是本领域中常用的任何铅酸蓄电池正极板栅，这样的正极板栅是本领域公知的。具体地，可以是铅基合金材料，包括但不限于铅钙、铅锡、铅锑合金。
[0043]以下通过实施例详细说明本发明的方案和效果，应当理解这些实施例仅是示例性的，不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0044]实施例1
[0045]将亲水性的导电石墨材料，加入40-60°C的纯水中，机械搅拌10-15min，配制成5-15的％的石墨水分散液，保持温度在40-60 °C，然后将配制好的石墨水分散液用刷子均匀地涂覆在正极板栅的正反两面，将板栅在40_60°C温度下干燥30_60min。
[0046]实施例2
[0047]将亲水性的导电石墨材料，加入40_60°C的纯水中，用超声波分散10_15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持温度在40-60°C，然后将配制好的石墨水分散液用刷子均匀地涂覆在正极板栅的正反两面，然后将板栅在40-60°C温度下干燥30-60min。
[0048]实施例3
[0049]将亲水性的导电石墨材料，加入40-60°C的纯水中，机械搅拌10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持温度在40-60°C，然后将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中20min，取出，然后将板栅在40-60°C温度下干燥30-60min。
[0050]实施例4
[0051 ]将亲水性的导电石墨材料，加入40-60°C的纯水中，用超声波分散10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持温度在40-60°C，然后将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中20min，取出，然后将板栅在40-60°C温度下干燥30-60min。
[0052]实施例5
[0053]将亲水性的导电石墨材料，加入40-60°C的纯水中，机械搅拌10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持温度在40-60°C，然后将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中，采用超声波分散lOmin，取出，然后将板栅在40-60°C温度下干燥30-60min。
[0054]实施例6
[0055]将亲水性的导电石墨材料，加入40-60°C的纯水中，用超声波分散10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持温度在40-60°C，然后将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中，采用超声波分散lOmin，取出，然后将板栅在40-60°C温度下干燥30-60min。
[0056]实验性能测试:
[0057]采用本发明所制得的板栅，进行生产所得的蓄电池，大大提高了板栅的耐腐蚀性能，改善了板栅与活性物质之间的界面效应，从而提高蓄电池的循环寿命。发明人在12V-12Ah的电池上实验验证，经过本发明处理后的板栅所制作的电池循环寿命，比没有处理的板栅所制作的电池循环寿命提升20 %左右。
[0058]图1示出了本发明实施例1处理的正极板栅所制作的铅酸蓄电池的循环寿命与没有处理的正极板栅所制作的铅酸蓄电池(常规)的循环寿命的对比曲线。
[0059]以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种铅酸蓄电池正极板栅表面处理方法，其特征在于，所述方法包括:用亲水性的导电石墨材料配制成的5-15wt%的石墨水分散液与正极板栅正反两面接触，然后干燥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)将亲水性的导电石墨材料配制成5-15wt%的石墨水分散液； (2)将配制好的石墨水分散液均匀地涂覆到正极板栅正反两面，或将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中； (3)将所述正极板栅加热干燥或自然干燥。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述石墨水分散液的温度保持在40-60Γ。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热干燥是在40-60°C温度下干燥30-60mino5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自然干燥时间为3-5小时。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)是，将亲水性的导电石墨材料加入40-60°C的纯水中，机械搅拌或超声波分散10-15min，得到所述5-15wt%的石墨水分散液。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中之后，进一步采用超声波分散。8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (I )将亲水性的导电石墨材料加入4 O - 6 O °C的纯水中，机械搅拌或超声波分散1 -15min，配制成5_15wt%的石墨水分散液； (2)保持所述石墨水分散液的温度在40-60°C，将配制好的石墨水分散液均匀地涂覆到正极板栅正反两面，或将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中； (3)所述正极板栅在40-60°C温度下干燥30-60min。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将正极板栅浸泡在配制好的石墨水分散液中，进一步采用超声波分散lOmin。10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述正极板栅是铅基合金材料，优选地，所述铅基合金材料选自铅钙、铅锡、铅锑合金。
【文档编号】H01M4/68GK105870456SQ201610353066
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】杨飞, 郭军, 李世伟
【申请人】深圳市佰特瑞储能系统有限公司