[发明专利]一种铅蓄电池正极板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电极材料的制备技术领域，特别涉及一种铅蓄电池正极板的制备方法的工艺。

背景技术

铅蓄电池具有结构简单、使用方便、性能可靠、价格较低等优点，因此在国民经济各部门得到广泛应用，一直是化学电源中产量大、应用范围广的产品，随着新材料和新技术的研发和应用，铅蓄电池的各项性能有了大幅度提高，新型铅蓄电池在一些特殊应用领域的优势更加显现，作为电动助力车、特种电动车、新型汽车电源，近阶段仍是主流电源。但是，目前市场使用的功率型铅蓄电池在大电流放电的特性，特别是低温下大电流放电的特性跟碱性蓄电池相距甚远。

铅蓄电池的工作原理是利用电化学原理实现物质和能量转化，电极和电解质的界面反应特性是影响蓄电池性能的核心和本质所在。因此，对于铅蓄电池，其功能电极的研发、性能优良的电解质的使用以及电极与电解质的匹配优化是新型铅蓄电池研发中极其重要的关键问题。

构成铅蓄电池的基本部件和材料包括：正极板、负极板、硫酸溶液(即电解液或俗称电液)、隔板、蓄电池槽(包括注液盖)。正极板是构成铅蓄电池的重要部件。铅蓄电池正极板是由正极板栅和正极活性物质组成。

铅蓄电池正极板栅主要有两方面作用：

1、集电流骨架：正极板栅是电极的集电骨架，起传导、汇集电流并使电流分布均匀，提高正极活性物质的利用率；

2、正极活性物质的支撑载体：正极板栅通过边框和筋条对正极活性物质起支撑的作用。

因此，铅蓄电池正极板栅材料需要考虑以下主要因素：

1、高析氧过电位：正极板栅材料应具有高的析氧过电位，可以提高电池的充放电性能和效率，同时减少铅蓄电池使用过程中的失水，使电池具有良好的免维护性能；

2、优良的抗氧化和耐腐蚀能力：正极板栅的抗氧化、耐腐蚀能力直接影响铅蓄电池的寿命，所以正极板栅必须有良好的抗氧化和耐腐蚀能力，能够抵抗充放电过程和搁置期间电解液中H₂SO₄的腐蚀；

3、高电导性：正极板栅电阻要小，高电导性的正极板栅能够使电流更易于沿着正极板栅分布到正极活性物质，从而减少了电池的内阻，起着有效地集流和导电作用；

4、裹附力强：正极板栅合金能与正极活性物质牢固接触，接触面能有良好的裹附力，防止正极活性物质的脱落；

5、良好的机械性能：有良好的机械性能和抗蠕变性，正极板栅要有一定强度、硬度、抗拉强度，便于电池的制造和运输；

6、可铸造性能和可焊性能：正极板栅一般是通过熔融浇铸而制造的，电池的装配过程中，正极群和负极群是通过正极板和负极板分别焊接而成的，因此良好的铸造性能和可焊性能，有利于铸造加工和焊接安装节约生产设备，降低生产成本；

7、环境友好性：正极板栅的材料本身具有环境友好性，在生产、使用和回收过程中不污染环境，不对人体造成伤害的基础上，所以在正极板栅制备过程中应尽可能少的引入对环境有害的元素和杂质；

8、来源广、成本低：有较好的经济特性，要考虑材料成本、稀有度、性价比高、降低生产成本。

正极活性物质主要有两种功能：

(1)参加电化学反应，放电期间导电性PbO₂转化为非导电性PbSO₄；

(2)为多孔活性物质中反应点到板栅提供导电通路。后一功能要求有一部分导电性的PbO₂活性物质不参加电化学反应，而仅仅用来维持结构完整及导电性能良好。

因此，铅蓄电池正极板的活性物质有以下要求：析氧电位高，耐蚀性好，导电性好，可通过大电流。目前铅蓄电池正极活性物质是PbO₂。

现有技术的铅蓄电池正极板存在主要问题有：

1、正极板栅在使用过程中存在腐蚀和电导能力降低问题：正极板栅使用过程中，特别是在过充电的操作条件下，板栅易发生氧化反应，发生腐蚀和电导能力降低性；