[发明专利]一种硫酸体系用复合多孔电极及其制备方法

权利要求书

1.一种硫酸体系用复合多孔电极，包括三部分，其特征在于：由内到外依次为增强金属基板、Pb或Pb基合金(Pb-Me’)过渡层、Pb或Pb基合金(Pb-Me”)多孔层。

2.根据权利要求1所述的一种硫酸体系用复合多孔电极，其特征在于：所述增强金属基板选自金属Pb或Pb基合金(Pb-Me)、金属Al或Al基合金(Al-Me)、金属Ti或Ti基合金(Ti-Me)、金属Fe或Fe基合金(Fe-Me)、金属Cu或Cu基合金(Cu-Me)中的一种；其中合金元素Me选自Ag、Ca、Ba、Ce、Nd、Cr、Sn、Ni、Ti、Al、Zn、Fe、Si、Mg中的至少一种；合金组元Me的质量百分含量为0～50％；所述增强金属基板的结构为平板式、辐射式、筛孔式或板栅式中的一种；所述增强金属基板的厚度为0.5mm～8mm。

3.根据权利要求2所述的一种硫酸体系用复合多孔电极，其特征在于：所述过渡层Pb或Pb基合金(Pb-Me’)中，合金元素Me’选自Co、Ag、Nd、Al、Ce、Sn中的至少一种，合金元素含量为0wt.％～30wt.％，所述过渡层的厚度为0.05～1mm。

4.根据权利要求3所述的一种硫酸体系用复合多孔电极，其特征在于：所述多孔层Pb或Pb基合金(Pb-Me”)中，合金元素Me”为Ag、Ca、Sn、Sr、Sb、Ti、Al、Zn、Ce、Ba、Tl、Si、Mn、Co、Fe、Bi中的至少一种，合金元素含量为0wt.％～49.9wt.％。

5.一种制备如权利要求1、2、3、4任意一项所述硫酸体系用复合多孔电极的方法，包括下述步骤：

第一步：增强金属基板的制备

按设计的增强金属基板组份及结构，选择增强金属基板材料制成相应的增强金属基板坯A；所述增强金属基板选自金属Pb或Pb基合金(Pb-Me)、金属Al或Al基合金(Al-Me)、金属Ti或Ti基合金(Ti-Me)、金属Fe或Fe基合金(Fe-Me)、金属Cu或Cu基合金(Cu-Me)中的一种；其中合金元素Me选自Ag、Ca、Ba、Ce、Nd、Cr、Sn、Ni、Ti、Al、Zn、Fe、Si、Mg中的至少一种；合金组元Me的质量百分含量为0～50％；

第二步：在金属基板坯上制备过渡层

将第一步制备的金属Pb或Pb基合金(Pb-Me)、金属Cu或Cu基合金(Cu-Me)增强金属基板坯A浸入温度为320～550℃的Pb或Pb基合金(Pb-Me’)熔体中3～60s；得到表面镀有Pb或Pb基合金(Pb-Me’)过渡层的增强金属基板坯B；或

将第一步制备的金属Al或Al基合金(Al-Me)、金属Ti或Ti基合金(Ti-Me)、金属Fe或Fe基合金(Fe-Me)增强金属基板坯A置于含Pb的氯化物熔盐中进行化学镀后；浸入温度为320～550℃的Pb或Pb基合金(Pb-Me’)熔体中3～60s；得到表面镀有Pb或Pb基合金(Pb-Me’)过渡层的增强金属基板坯C；所述化学镀温度为350～550℃，时间为30s～5min；

第三步：渗流法制备多孔层

将第二步所得增强金属基板坯B或增强金属基板坯C置于渗流室中心，周边填充满填料粒子，加热至180～310℃；然后，将Pb或Pb基合金(Pb-Me”)加热熔化，注入渗流室，自然冷却；得到在增强金属基板坯B或增强金属基板坯C表面覆盖有Pb或Pb基合金(Pb-Me”)多孔层的电极；所述多孔层中填充有大量的填料粒子；所述Pb或Pb基合金(Pb-Me”)熔化温度为300～600℃；

第四步：填料粒子的去除

将第三步所得电极置于溶剂中，施加超声波振荡，去除填料粒子，即得到硫酸体系用复合多孔电极。

6.根据权利要求5所述的一种硫酸体系用复合多孔电极的制备方法，其特征在于：所述渗流法制备多孔层采用将Pb或Pb基合金(Pb-Me”)加热熔化，对合金熔体加压从渗流室底部沿反重力方向注入渗流室，合金熔体注入速度为0.01～0.2m/s。

7.根据权利要求6所述的一种硫酸体系用复合多孔电极的制备方法，其特征在于：所述金属基板的结构为平板式、辐射式、筛孔式或板栅式中的一种；所述增强金属基板的厚度为0.5mm～8mm。