專利名稱：一種表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉛蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及長(zhǎng)壽命免維修的電極板柵。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵都是采用鉛錫合金或鉛銻合金并經(jīng)過(guò)鑄造而成。但他們?nèi)秉c(diǎn)是電阻大、析氣率高，電池失水率增加,還加速了板柵的腐蝕。尤其在深循環(huán)時(shí)板柵的腐蝕速率更大，隨著電池循環(huán)的后期，電池容量會(huì)明顯下降
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵及其制備方法，通過(guò)該方法制備的板柵具有優(yōu)良的抗腐蝕性，且在充放電時(shí)的析氫析氧過(guò)電位更高，提高了板柵的深循環(huán)性能。技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵，，所述板柵包括基體和表層，其中表層通過(guò)鍍覆方式形成，主要含有以下質(zhì)量百分比的組分:
鉛 Pb: 95 98%
銻 Sb: 2 5% ；
錫 Sn: 0.03 0.1% ；
復(fù)合稀土: 0.01 0.05% ；
其中復(fù)合稀土含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分^Ce:52 67%、釔Y:12 22%、釹Nd:10 20% ;以及余量的不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選，所述正極板柵的基體為鉛、鉛合金、銅或鈦。作為優(yōu)選，所述表層厚度為I 10微米。本發(fā)明另一目的是提供了一種上述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵的制備方法，包括以下步驟:將基材作為陰極浸入電鍍液中電鍍得到表層，該鍍液及操作條件如下:
醋酸鉛30 45g/L ；
酒石酸銻鉀 0.5 5g/L ；
氯化亞錫0.5 1.0g/L ；
絡(luò)合劑80 120g/L ；
氨基磺酸20 50g/L ；
硼酸20 40g/L ；
稀土添加劑 50 500ppm ；
精細(xì)劑10 IOOppm ；電流密度為I 5A/dm2 ;pH為4 6 ;溫度為15 35°C ;陽(yáng)極為鉛板。作為優(yōu)選，所述絡(luò)合劑為檸檬酸、甘氨酸、醋酸銨、吡啶中的一種或多種的混合物。作為優(yōu)選，所述精細(xì)劑為N，N- 二乙基丙炔胺DEP或丁炔二醇丙氧基化合物BMP。作為優(yōu)選，所述稀土添加劑為氧化鈰、氧化釔和氧化釹的混合物。作為優(yōu)選，將基材作為陰極浸入電鍍液中時(shí)，基材與直流電源的負(fù)極連接。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):板柵的抗腐蝕性能更高，且具有更高的析氫析氧過(guò)電位，使得蓄電池電解液更加穩(wěn)定，免于維護(hù)；同時(shí)根據(jù)本發(fā)明的板柵制備的蓄電池具有更高的比重容量。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。實(shí)施例1
一種表層摻雜稀土兀素的鉛酸蓄電池板柵的制備方法，本實(shí)施例以金屬鈦為基材，在電鍍液中進(jìn)行鍍覆得到摻雜有復(fù)合稀土元素的Pb-Sb-Sn的合金表層，具體電鍍液及工作參數(shù)如下:40g/L的醋酸鉛、2.2g/L的酒石酸銻鉀、0.7g/L的氯化亞錫、檸檬酸120g/L、35g/L的硼酸混合溶解完全后，調(diào)節(jié)pH到5左右，加入IOOppm的氧化鋪、IOOppm的氧化I乙和IOOppm的氧化釹，在充分?jǐn)嚢璧臈l件下，加入20ppm的丁炔醇丙氧基化合物BMP后，電鍍液配置完成。以鉛板作為陽(yáng)極，鈦金屬基材作為陰極并帶電下槽(連接直流電源負(fù)極)進(jìn)行電鍍，電流密度控制在2 3A/dm2范圍內(nèi)，電沉積5 10分鐘，可以獲得3 10微米的鍍層，該鍍層主要成分為鉛，并含有大約2.8%的金屬銻、0.7%的金屬錫以及微量的稀土元素鈰、釔和釹。實(shí)際上基材可以選擇鉛及鉛合金，或銅金屬。當(dāng)選擇銅或鈦金屬時(shí)，可以提高鉛酸蓄電池的比重容量，且Cu和Ti離子對(duì)蓄電池電解液沒(méi)有副作用，尤其是金屬鈦具有高穩(wěn)定性，并能提高板柵的抗腐蝕性能實(shí)施例2
本實(shí)施例以金屬銅為基材，并在以下鍍液中電鍍:32g/L的醋酸鉛、4.5g/L的酒石酸銻鉀、0.5g/L的氯化亞錫、檸檬酸120g/L、35g/L的硼酸混合溶解完全后，調(diào)節(jié)pH到5左右,加入200ppm的氧化鋪、IOOppm的氧化乾和50ppm的氧化釹,在充分?jǐn)嚢璧臈l件下,加入IOppm的N，N-二乙基丙炔胺DEP后，電鍍液配置完成。以鉛板作為陽(yáng)極，銅金屬基材作為陰極并帶電下槽(連接直流電源負(fù)極)進(jìn)行電鍍，電流密度控制在2 3A/dm2范圍內(nèi)，電沉積5 10分鐘，可以獲得3 10微米的鍍層，該鍍層主要成分為鉛，并含有大約3.5%的金屬銻、0.5%的金屬錫以及微量的約為0.02%的稀土元素鈰、釔和釹。將制成的板柵以及普通板柵以串聯(lián)方式在硫酸溶液中進(jìn)行電解，一段時(shí)間后取出樣品經(jīng)水洗晾干后，稱取電解前后的重量。表I是對(duì)比結(jié)果。表權(quán)利要求
1.一種表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵，，其特征在于:所述板柵包括基體和表層，其中表層通過(guò)鍍覆方式形成，主要含有以下質(zhì)量百分比的組分: 鉛 Pb: 95 98% 銻 Sb: 2 5% ； 錫 Sn: 0.03 0.1% ； 復(fù)合稀土: 0.01 0.05% ； 其中復(fù)合稀土含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分^Ce:52 67%、釔Y:12 22%、釹Nd:10 20% ;以及余量的不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵，其特征在于:所述正極板柵的基體為鉛、鉛合金、銅或鈦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵，其特征在于:所述表層厚度為I 10微米。
4.一種權(quán)利要求1所述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵的制備方法，包括以下步驟:將基材作為陰極浸入電鍍液中電鍍得到表層，該鍍液及操作條件如下: 醋酸鉛30 45g/L ； 酒石酸銻鉀 0.5 5g/L ； 氯化亞錫0.5 1.0g/L ； 絡(luò)合劑80 120g/L ； 氨基磺酸20 50g/L ； 硼酸20 40g/L ； 稀土添加劑 50 500ppm ； 精細(xì)劑10 IOOppm ； 電流密度為I 5A/dm2 ;pH為4 6 ;溫度為15 35°C ;陽(yáng)極為鉛板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵的制備方法，其特征在于:所述絡(luò)合劑為檸檬酸、甘氨酸、醋酸銨、吡啶中的一種或多種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵的制備方法，其特征在于:所述精細(xì)劑為N，N- 二乙基丙炔胺DEP或丁炔二醇丙氧基化合物BMP。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵的制備方法，其特征在于:所述稀土添加劑為氧化鈰、氧化釔和氧化釹的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵的制備方法，其特征在于:將基材作為陰極浸入電鍍液中時(shí)，基材與直流電源的負(fù)極連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種表層摻雜稀土元素的鉛酸蓄電池板柵及制備方法，所述正極板柵包括基體和表層，其中表層通過(guò)鍍覆方式形成，主要含有以下質(zhì)量百分比的組分鉛Pb95～98%；銻Sb2～5%；錫Sn0.03～0.1%；復(fù)合稀土0.01～0.05%；其中復(fù)合稀土含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分鈰Ce52～67%、釔Y12～22%、釹Nd10～20%；以及余量的不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明板柵的抗腐蝕性能更高，且具有更高的析氫析氧過(guò)電位，使得蓄電池電解液更加穩(wěn)定，免于維護(hù)；同時(shí)根據(jù)本發(fā)明的板柵制備的蓄電池具有更高的比重容量。
文檔編號(hào)H01M4/68GK103219522SQ20131011519
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者袁平, 譚明銘, 張靜, 嚴(yán)學(xué)慶 申請(qǐng)人:江蘇海德森能源有限公司