[发明专利]一种适用铅蓄电池的高寿命复合板栅及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用铅蓄电池的高寿命复合板栅及其制备方法，属于铅蓄电池制备技术领域。所述高寿命复合板栅以铅合金板栅为基材，在混合酸溶液中，利用复合脉冲氧化技术在基材原位形成致密性微弧阳极氧化膜。所述微弧阳极氧化膜的膜厚为5～20μm，主要成分为二氧化铅，该膜层与基体之间达到冶金级结合，既充分保障板栅的接触导电性，又有效增强铅合金基体的防护性能，大幅度提高板栅的使用寿命，降低铅蓄电池的维护成本。将本发明的复合板栅应用于铅蓄电池，在常温循环寿命期间正极板栅腐蚀失重量小于60％，电池寿命提高15％以上。

技术领域

本发明涉及铅蓄电池制备技术领域，具体涉及一种适用铅蓄电池的高寿命复合板栅及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池以其优良的性能和综合优势，主导着世界蓄电池产业。在电动汽车、混合动力车、风力发电、太阳能电池以及电力蓄能电池等方面，铅酸蓄电池仍然列为首选电源和不可替代的电源电池。

板栅是铅酸蓄电池的重要组成部分，它是铅酸蓄电池活性物质的载体及导电体，正负活性物质是靠板栅来支撑，活性物质参与电化学反应所放出的电能及充电所需的外来电能都是通过板栅的传导。传统的铅酸蓄电池一般采用铅锑合金和铅钙合金板栅，正极板栅在充电时，易被氧化，导致铅酸电池比能量低和寿命不长，由此可见，组成板栅的合金的腐蚀性直接影响到电池的使用寿命。因此，目前科研工作者的研究重心是开发重量轻、耐腐蚀和导电性能好的轻型板栅。

例如，申请号为200920087021.6的专利文献采用碳作为板栅基体材料，在材料基体上电镀铅镀层后，作为板栅材料。申请号为201010166314.0的专利文献采用三维结构泡沫碳作骨架，在材料基体上电镀铅镀层后，作为板栅材料。申请号为200810068869.4的专利文献将泡沫塑料金属化后电镀，制备成塑料基泡沫板栅。申请号为201020262278.3的专利文献公开了一种复合式铝铜银板蓄电池板栅，以减少蓄电池的重量；申请号为201110310109.1的专利文献公开了一种铅酸电池用铝基轻型板栅及其制备方法，采用在铝板外附着铅的方式制备了高比表面积多孔板栅。申请号为200420069193.8的专利文献提供了一种复合式板栅，将传统板栅与铅布复合。申请号为00910219598.2的专利文献采用孔隙率大于83％的泡沫Ti-0.2Pd合金作为板栅基体，先镀覆过镀层金属铜和锡后，在过渡层上浸镀或电镀铅镀层，即可制得钦基轻型板栅。申请号为200610110234.7的专利文献采用三维网状结构泡沫钛为基架，电镀铅或二氧化铅作为正极或负极板栅。电镀方法形成的镀层与基体之间仅仅是物理作用，其在结合力和膜层致密性方面均存在缺陷。

从上可知，新型铅酸电池板栅材料从材质上分为金属材料和非金属材料两种，非金属材料由于导电性较差，机械强度不高，较难作为板栅材料，而已公开的金属材料主要为铜、钛和铝，虽然导电性和机械强度都能满足铅酸电池的要求，但金属铜、钛价格昂贵，且铜若溶解进入电解液将严重危害电池的性能，而采用铝由于其本身不耐腐蚀，故还需要在其表面进一步复合铅镀层，但所需的预处理步骤多而复杂，增加了板栅的成本，不利于其实际应用。

由于新型板栅材料存在生产工艺复杂，价格成本高的问题，相比传统的铅合金不具备市场优势，如果针对铅合金改进，克服其不耐腐蚀的问题，将是解决现有问题的一种途径。

发明内容

本发明提供了一种适用铅蓄电池的高寿命复合板栅，解决了传统的铅合金板栅不耐腐蚀、寿命不长等缺陷问题。

一种适用铅蓄电池的高寿命复合板栅，以铅合金作为基体，其表面具有由微弧氧化形成的包含二氧化铅的氧化膜。

本发明采用微弧氧化方法，在传统的铅合金板栅表面形成具有导电防护功能的氧化膜，其主要成分为二氧化铅。本发明制得的复合板栅，在保持重量、比能量相对不变的情况下，提高板栅的耐腐蚀性，延长板栅的使用寿命。

作为优选，所述氧化膜的厚度为5～20μm。