一种铅酸蓄电池集流体的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，它将铅或含铅合金预处理为颗粒，将其与低密度掺合材料颗粒、增强纤维混合均匀；将混合均匀的铅或含铅合金、低密度掺合材料颗粒、增强纤维升温至高于铅和含铅合金熔点、低于低密度掺合材料颗粒和增强纤维熔点的温度区间，将其挤压入所述模具进行成型加工成铅酸蓄电池集流体。通过本发明的技术方案所制造的集流体，其密度最低可达到3g/cm3、重量最多可以减少70%，表面积最高可以比传统工艺的集流体提高40%，集流体强度提高200%；本发明制造的集流体可以广泛的应用于铅酸电池；尤其运用在高比能量、高功率、充电快的启停电池上。
【专利说明】一种铅酸蓄电池集流体的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，尤其适用于超薄的集流体的生产 制造。
【背景技术】
[0002] 传统的铅酸蓄电池集流体采用重力浇注的生产工艺。由于该工艺要求将铅锭放到 熔铅锅中加热熔化，经过抽液设备将液态的铅倒入模具中，靠熔化的铅自动流入模具的各 个缝隙，冷却后成为流体。
[0003] 传统工艺存在很多弊端，1 :如需要使用大量电能加热熔铅锅、加热抽液设备需要 消耗大量的电能；2 :由于铅液在模具中会冷却会使铅液的流动性变差，无法流动到更细更 窄的模具中，因此传统集流体的筋条设计较厚，重量大、比表面积小。与铅膏的接触距离大， 充电慢，大电流性能差，铅膏利用率低；3 :由于集流体在模具中的流动全靠液态的铅的流 动性以及铅的重力作用流淌到模具的每一个空间，容易出现断筋、孔洞、表面缺陷、不够密 实等缺陷；4 :传统工艺的集流体模具上端会多出部分铅，脱模后需要切割多余的部分，再 返回熔铅锅中，增加工艺步骤、浪费电能。5:传统工艺的产生过程会大量的铅尘铅烟污染环 境，需要增加环保设备投入。熔铅锅大量辐射热能，工作环境差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，以解决【背景技术】中存在 的问题。为此，本发明采用以下技术方案： 一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，其特征在于所述集流体的材料成份包含铅或含铅 合金之外，还包括：低密度掺合材料颗粒、增强纤维； 所述低密度掺合材料颗粒的密度比铅或含铅合金低，熔点比铅或含铅合金的熔点高； 所述增强纤维的熔点比铅或含铅合金的熔点高； 将铅或含铅合金预处理为颗粒，将其与低密度掺合材料颗粒、增强纤维混合均匀； 提供集流体挤压成型的模具，将混合均匀的铅或含铅合金、低密度掺合材料颗粒、增 强纤维升温至高于铅和含铅合金熔点、低于低密度掺合材料颗粒和增强纤维熔点的温度区 间，将其挤压入所述模具进行成型加工成铅酸蓄电池集流体。
[0005] 进一步地，所述低密度掺合材料颗粒经过化学镀锡、银或金预处理。所述增强纤维 经过化学镀锡、银或金预处理。化学镀层可以有效增加低密度掺合材料颗粒、增强纤维与铅 及其合金的相容性，防止产生界面，防止集流体表面外露低密度掺合材料颗粒、增强纤维， 提1?集流体表面导电性。
[0006] 铅或含铅合金预处理后的颗粒一般为直径5?20mm左右的小球或圆柱体，圆柱体 的高也在5?20mm左右。
[0007] 所述低密度掺合材料颗粒为中空玻璃微球，中空玻璃微球的粒径一般为微米级， 最佳在10?150微米之间，既能够起到代替铅材料减轻集流体的重量，使得集流体密度小、 重量轻的作用，又减少外露的可能性，其密度在0. 08?0. 5g/cm3之间。
[0008] 所述增强纤维为玻璃纤维，其直径一般为10?100微米。
[0009] 在集流体中，铅或铅合金为集流体的起导电作用的主要成分，其接触、支撑活性物 质。在本发明中，增强纤维一方面弥补低密度掺合材料颗粒，增强集流体的强度，防止弯曲。 另一方面增强纤维能提高物料的工艺成型性，颗粒铅或铅合金在熔化后能迅速将其周围低 密度掺合材料颗粒和增强纤维混合，增强纤维和金属熔体组合，使得物料非常适合采用类 似注塑设备的成型设备来挤压成型，能流动到更细更窄的模型中，形成更精细、密集、强度 更强的筋，提高比表面积，使电池具有较高的比能量、比功率、充电速度、活性物质利用率； 而且由于采用类似注塑的挤压成型，能够消除不必要边角料的产生，免除因此产生的能耗、 烟尘污染等种种弊端。
[0010] 向所述模具送料的设备为具有防回流和加热功能的送料机构，其能将物料加热到 所述的温度区间，可采用螺旋送料器，其具有防止回流功能，而且在螺旋送料器上能方便地 设置加热装置，将物料加热到所述的温度区间。
[0011] 综上，由于采用本发明的技术方案，本方法制造的集流体与采用传统工艺制造的 集流体相比，能够利用类似注塑的方法制造集流体，所制造的集流体与传统工艺的集流体 相比具有厚度薄，形状复杂，强度高，重量低的特点，使电池具有较高的比能量、比功率、充 电速度、活性物质利用率，本发明在制造集流体过程中不产生边角料，无需二次切割修边， 无铅尘铅烟的污染，节约电能，保护环境。
[0012] 通过本发明的技术方案所制造的集流体，其密度最低可达到3 g/cm3、重量最多可 以减少70%，表面积最高可以比传统工艺的集流体提高40%，集流体强度提高200%。本发明 制造的集流体可以广泛的应用于铅酸电池。尤其运用在高比能量、高功率、充电快的启停电 池上。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的工艺流程图。
[0014] 图2为本发明所制造的一种集流体的示意图。
[0015] 图3为图2的局部放大图，显示本发明所制造的集流体筋条的二级精细结构。
【具体实施方式】
[0016] 本发明所提供的铅酸蓄电池集流体的制造方法，所述集流体的材料成份包含铅或 含铅合金之外，还包括：低密度掺合材料颗粒、增强纤维； 所述低密度掺合材料颗粒采用在粒径在10?150微米之间的中空玻璃，经过化学镀 锡、银或金预处理微球，；所述增强纤维采用直径在10?100微米的玻璃纤维，也经过化学 镀锡、银或金预处理； 将铅或含铅合金预处理为直径5?20mm左右的小球或圆柱体，圆柱体的高也在5? 20_左右，将其与低密度掺合材料颗粒、增强纤维混合均匀； 提供集流体挤压成型的模具，将混合均匀的铅或含铅合金、低密度掺合材料颗粒、增 强纤维升温至高于铅和含铅合金熔点、低于低密度掺合材料颗粒和增强纤维熔点的温度区 间，将其挤压入所述模具进行成型加工成铅酸蓄电池集流体。
[0017] 使用螺旋送料器将铅或含铅合金、中空玻璃微球和玻璃纤维混合加热熔化，在一 定压力的情况下将原材料挤压入模具。螺旋送料器设备工艺参数入表1。
[0018] 工艺参数见表1 :
【权利要求】
1. 一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，其特征在于所述集流体的材料成份包含铅或含 铅合金之外，还包括：低密度掺合材料颗粒、增强纤维； 所述低密度掺合材料颗粒的密度比铅或含铅合金低，熔点比铅或含铅合金的熔点高； 所述增强纤维的熔点比铅或含铅合金的熔点高； 将铅或含铅合金预处理为颗粒，将其与低密度掺合材料颗粒、增强纤维混合均匀； 提供集流体挤压成型的模具，将混合均匀的铅或含铅合金、低密度掺合材料颗粒、增 强纤维升温至高于铅和含铅合金熔点、低于低密度掺合材料颗粒和增强纤维熔点的温度区 间，将其挤压入所述模具进行成型加工成铅酸蓄电池集流体。
2. 如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，其特征在于所述低密度掺 合材料颗粒经过化学镀锡、银或金预处理。
3. 如权利要求1或2所述的一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，其特征在于所述低密 度掺合材料颗粒为中空玻璃微球。
4. 如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，其特征在于所述增强纤维 经过化学镀锡、银或金预处理。
5. 如权利要求1或4所述的一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，其特征在于所述增强 纤维为玻璃纤维。
6. 如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池集流体的制造方法，其特征在于，向所述模具 送料的设备为具有防回流和加热功能的送料机构，其能将物料加热到所述的温度区间。
【文档编号】H01M4/82GK104241658SQ201410489488
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】刘桃松, 党志敏, 黄德金 申请人:浙江南都电源动力股份有限公司, 杭州南都动力科技有限公司