一種鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法，包括：用親水性的導(dǎo)電石墨材料配制成的5?15wt%的石墨水分散液與正極板柵正反兩面接觸，然后干燥。本發(fā)明的方法，不僅改善正極板柵與活性物質(zhì)之間的界面效應(yīng)，而且還阻止電解液硫酸直接與板柵接觸，大大提高了板柵的耐腐蝕性能，從而提高蓄電池的循環(huán)使用壽命。
【專利說明】
一種鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸蓄電池憑借其優(yōu)良的性能價(jià)格比，廣泛地應(yīng)用在備用電源、能量儲(chǔ)備和動(dòng)力電源等領(lǐng)域。盡管鉛酸蓄電池技術(shù)已相當(dāng)成熟，但鉛酸蓄電池還存在不足，特別是電池壽命不長。活性物質(zhì)的軟化和脫落以及板柵腐蝕是VRLA電池中影響電池的循環(huán)使用壽命的常見的失效模式。這種失效模式與正極板柵和活性物質(zhì)界面的狀態(tài)有著非常密切的關(guān)系，因此提高正極板柵的耐腐蝕性能及正極板柵和活性物質(zhì)的界面進(jìn)行修飾以改善板柵和活性物質(zhì)的結(jié)合狀況，對(duì)提高VRLA電池的使用壽命具有非常重要的作用。
[0003]目前，對(duì)板柵和活性物質(zhì)的界面如何進(jìn)行修飾還沒有較好的辦法。專利CN201110298561公開了一種在板柵上涂覆純錫的方法;專利CN201410728738公開了一種將板柵泡堿的處理方法來改善板柵與鉛膏之間的界面問題。然而，這些方法對(duì)板柵和活性物質(zhì)的界面的改善能力依然有限。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供一種鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法，不僅改善正極板柵與活性物質(zhì)之間的界面效應(yīng)，而且還阻止電解液硫酸直接與板柵接觸，大大提高了板柵的耐腐蝕性能，從而提高蓄電池的循環(huán)使用壽命。
[0005]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法，包括:用親水性的導(dǎo)電石墨材料配制成的5_15wt%的石墨水分散液與正極板柵正反兩面接觸，然后干燥。
[0007]進(jìn)一步地，上述方法包括如下步驟:
[0008](I)將親水性的導(dǎo)電石墨材料配制成5_15wt%的石墨水分散液；
[0009](2)將配制好的石墨水分散液均勻地涂覆到正極板柵正反兩面，或?qū)⒄龢O板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0010](3)將上述正極板柵加熱干燥或自然干燥。
[0011 ]進(jìn)一步地，上述石墨水分散液的溫度保持在40-60°C。
[0012]進(jìn)一步地，上述加熱干燥是在40-60°C溫度下干燥30-60min。
[0013]進(jìn)一步地，上述自然干燥時(shí)間為3-5小時(shí)。
[0014]進(jìn)一步地，上述步驟(I)是，將親水性的導(dǎo)電石墨材料加入40-600C的純水中，機(jī)械攪拌或超聲波分散10-15min，得到上述5-15wt%的石墨水分散液。
[0015]進(jìn)一步地，上述步驟(2)中，將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中之后，進(jìn)一步采用超聲波分散。
[0016]進(jìn)一步地，上述方法包括如下步驟:
[0017](I)將親水性的導(dǎo)電石墨材料加入40_60°C的純水中，機(jī)械攪拌或超聲波分散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溫度在40-600C，將配制好的石墨水分散液均勻地涂覆到正極板柵正反兩面，或?qū)⒄龢O板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0019](3)上述正極板柵在40-60 0C溫度下干燥30-60min。
[0020]進(jìn)一步地，上述步驟(2)中，將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中，進(jìn)一步采用超聲波分散lOmin。
[0021 ]進(jìn)一步地，上述正極板柵是鉛基合金材料，包括但不限于鉛鈣、鉛錫、鉛銻合金。
[0022]本發(fā)明使用親水性的導(dǎo)電石墨材料，在正極板柵涂膏之前，涂覆在正極板柵表面，然后再進(jìn)行涂膏，阻止在涂膏后板柵和鉛膏之間難溶的鉛氧化物以及鹽的形成，不僅改善了板柵與活性物質(zhì)之間的界面效應(yīng)，而且還阻止了電解液硫酸直接與板柵接觸，耐腐蝕的石墨保護(hù)層大大提高了板柵的耐腐蝕性能，從而提升蓄電池的循環(huán)使用壽命。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1處理的正極板柵所制作的鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命與沒有處理的正極板柵所制作的鉛酸蓄電池(常規(guī))的循環(huán)壽命的對(duì)比曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]本發(fā)明創(chuàng)造性地使用親水性的導(dǎo)電石墨材料的水分散液處理正極板柵，阻止在涂膏后板柵和鉛膏之間難溶的鉛氧化物以及鹽的形成，不僅改善了板柵與活性物質(zhì)之間的界面效應(yīng)，而且還阻止了電解液硫酸直接與板柵接觸，耐腐蝕的石墨保護(hù)層大大提高了板柵的耐腐蝕性能，從而提升蓄電池的循環(huán)使用壽命。
[0026]本發(fā)明的鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法的一個(gè)最基本的實(shí)施方案是，用親水性的導(dǎo)電石墨材料配制成的5_15wt%的石墨水分散液與正極板柵正反兩面接觸，然后干燥。
[0027]發(fā)明人已經(jīng)證實(shí)，本發(fā)明使用濃度5_15wt%的石墨水分散液，對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的是關(guān)鍵的，如果石墨水分散液的濃度低于5wt%，其效果不充分，不能充分形成耐腐蝕的石墨保護(hù)層以提高板柵的耐腐蝕性能，因此蓄電池的循環(huán)使用壽命提高受限；如果石墨水分散液的濃度高于15wt%，石墨容易沉淀，難以形成均勻的水分散液，影響涂覆的均勻性。
[0028]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案如下步驟:
[0029](I)將親水性的導(dǎo)電石墨材料配制成5_15wt %的石墨水分散液；
[0030](2)將配制好的石墨水分散液均勻地涂覆到正極板柵正反兩面，或?qū)⒄龢O板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0031](3)將上述正極板柵加熱干燥或自然干燥。
[0032]需要說明的是，正極板柵正反兩面均涂覆石墨水分散液對(duì)于改善耐腐蝕性能和蓄電池的循環(huán)使用壽命也很關(guān)鍵，如果只有一面涂覆石墨水分散液，不能充分發(fā)揮這樣的效果O
[0033]為了提高導(dǎo)電石墨的分散度，本發(fā)明優(yōu)選在加熱條件下分散導(dǎo)電石墨材料。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，將親水性的導(dǎo)電石墨材料加入40-60°C的純水中，并且結(jié)合機(jī)械攪拌或超聲波分散10-15min，得到上述5-15*1:%的石墨水分散液。這種加熱分散并結(jié)合機(jī)械攪拌或超聲波分散的方式，大大提高導(dǎo)電石墨的分散性，并且提高分散速率，有利于節(jié)省導(dǎo)電石墨的分散時(shí)間，提高工藝效率。
[0034]此外，干燥可以是自然干燥，也可以是加熱干燥。本發(fā)明優(yōu)選加熱干燥，是因?yàn)榧訜岣稍锬軌蚣涌旄稍锼俣?，?jié)省干燥時(shí)間。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在40_60°C溫度下干燥30-60min，實(shí)現(xiàn)加熱干燥。如果使用自然干燥，那么自然干燥時(shí)間控制在3-5小時(shí)較為恰當(dāng)。
[0035]在本發(fā)明的一個(gè)更加優(yōu)選的實(shí)施方案中，整個(gè)方法過程中控制溫度在40_60°C是非常有利的，即在40-60°C溫度的純水中分散導(dǎo)電石墨材料，然后石墨水分散液的溫度保持在40-60°C與正極板柵接觸(涂覆或浸泡)，最后在40-60°C溫度下干燥。
[0036]本發(fā)明中可以通過將配制好的石墨水分散液均勻地涂覆到正極板柵正反兩面的方式，或者將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中的方式，實(shí)現(xiàn)石墨水分散液與正極板柵接觸。從操作的簡便性和效果的均勻性的角度考慮，優(yōu)選將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中，并且更優(yōu)選，在正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中之后，進(jìn)一步采用超聲波分散(例如1min)。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，超聲波分散有助于石墨水分散液均勻地形成在正極板柵表面上。
[0037]本發(fā)明的一個(gè)最優(yōu)選的實(shí)施方案包括如下步驟:
[0038](I)將親水性的導(dǎo)電石墨材料加入40_60°C的純水中，機(jī)械攪拌或超聲波分散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溫度在40-60 V，將配制好的石墨水分散液均勻地涂覆到正極板柵正反兩面，或?qū)⒄龢O板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中；
[0040](3)上述正極板柵在40-60 0C溫度下干燥30-60min。
[0041]在上述最優(yōu)選的實(shí)施方案中，如果步驟(2)中采用的是，將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中，那么進(jìn)一步采用超聲波分散lOmin。這種方式能夠取得最理想的效果。
[0042]本發(fā)明中的正極板柵，是本領(lǐng)域中常用的任何鉛酸蓄電池正極板柵，這樣的正極板柵是本領(lǐng)域公知的。具體地，可以是鉛基合金材料，包括但不限于鉛鈣、鉛錫、鉛銻合金。
[0043]以下通過實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的方案和效果，應(yīng)當(dāng)理解這些實(shí)施例僅是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0044]實(shí)施例1
[0045]將親水性的導(dǎo)電石墨材料，加入40-60°C的純水中，機(jī)械攪拌10-15min，配制成5-15的％的石墨水分散液，保持溫度在40-60 °C，然后將配制好的石墨水分散液用刷子均勻地涂覆在正極板柵的正反兩面，將板柵在40_60°C溫度下干燥30_60min。
[0046]實(shí)施例2
[0047]將親水性的導(dǎo)電石墨材料，加入40_60°C的純水中，用超聲波分散10_15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持溫度在40-60°C，然后將配制好的石墨水分散液用刷子均勻地涂覆在正極板柵的正反兩面，然后將板柵在40-60°C溫度下干燥30-60min。
[0048]實(shí)施例3
[0049]將親水性的導(dǎo)電石墨材料，加入40-60°C的純水中，機(jī)械攪拌10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持溫度在40-60°C，然后將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中20min，取出，然后將板柵在40-60°C溫度下干燥30-60min。
[0050]實(shí)施例4
[0051 ]將親水性的導(dǎo)電石墨材料，加入40-60°C的純水中，用超聲波分散10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持溫度在40-60°C，然后將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中20min，取出，然后將板柵在40-60°C溫度下干燥30-60min。
[0052]實(shí)施例5
[0053]將親水性的導(dǎo)電石墨材料，加入40-60°C的純水中，機(jī)械攪拌10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持溫度在40-60°C，然后將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中，采用超聲波分散lOmin，取出，然后將板柵在40-60°C溫度下干燥30-60min。
[0054]實(shí)施例6
[0055]將親水性的導(dǎo)電石墨材料，加入40-60°C的純水中，用超聲波分散10-15min，配制成5-15^%的石墨水分散液，保持溫度在40-60°C，然后將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中，采用超聲波分散lOmin，取出，然后將板柵在40-60°C溫度下干燥30-60min。
[0056]實(shí)驗(yàn)性能測試:
[0057]采用本發(fā)明所制得的板柵，進(jìn)行生產(chǎn)所得的蓄電池，大大提高了板柵的耐腐蝕性能，改善了板柵與活性物質(zhì)之間的界面效應(yīng)，從而提高蓄電池的循環(huán)壽命。發(fā)明人在12V-12Ah的電池上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)過本發(fā)明處理后的板柵所制作的電池循環(huán)壽命，比沒有處理的板柵所制作的電池循環(huán)壽命提升20 %左右。
[0058]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例1處理的正極板柵所制作的鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命與沒有處理的正極板柵所制作的鉛酸蓄電池(常規(guī))的循環(huán)壽命的對(duì)比曲線。
[0059]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉛酸蓄電池正極板柵表面處理方法，其特征在于，所述方法包括:用親水性的導(dǎo)電石墨材料配制成的5-15wt%的石墨水分散液與正極板柵正反兩面接觸，然后干燥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)將親水性的導(dǎo)電石墨材料配制成5-15wt%的石墨水分散液； (2)將配制好的石墨水分散液均勻地涂覆到正極板柵正反兩面，或?qū)⒄龢O板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中； (3)將所述正極板柵加熱干燥或自然干燥。3.根據(jù)權(quán)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溫度保持在40-60Γ。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述加熱干燥是在40-60°C溫度下干燥30-60mino5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述自然干燥時(shí)間為3-5小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)是，將親水性的導(dǎo)電石墨材料加入40-60°C的純水中，機(jī)械攪拌或超聲波分散10-15min，得到所述5-15wt%的石墨水分散液。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中之后，進(jìn)一步采用超聲波分散。8.根據(jù)權(quán)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驟: (I )將親水性的導(dǎo)電石墨材料加入4 O - 6 O °C的純水中，機(jī)械攪拌或超聲波分散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溫度在40-60°C，將配制好的石墨水分散液均勻地涂覆到正極板柵正反兩面，或?qū)⒄龢O板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中； (3)所述正極板柵在40-60°C溫度下干燥30-60min。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，將正極板柵浸泡在配制好的石墨水分散液中，進(jìn)一步采用超聲波分散lOmin。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述正極板柵是鉛基合金材料，優(yōu)選地，所述鉛基合金材料選自鉛鈣、鉛錫、鉛銻合金。
【文檔編號(hào)】H01M4/68GK105870456SQ201610353066
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】楊飛, 郭軍, 李世偉
【申請(qǐng)人】深圳市佰特瑞儲(chǔ)能系統(tǒng)有限公司