[发明专利]多孔耐酸合金与纤维复合极板

说明书

本发明涉及的是一种多孔耐酸合金与纤维复合极板，具体地讲，本发明涉及是一种采用新型基体结构的、用于铅酸动力电池的极板板。

现有技术制造的密封阀控铅酸电池(VRLA)大部分采用传统的Pb-Ca、Pn-Sn、Pb-Sb合金铸造板栅或高纯铅薄板栅作为电池的正负极板支撑活性物质和集流导电，通常，作为正负极板的活性物质是粉末状铅和氧化铅颗粒，而作为极板骨架的则采用铸造铅合金基体。

为了有效地保持活性物质，常将铅合金或高纯铅基体制成带有横竖筋条的栅状，再把活性物质制成铅膏涂敷于板栅表面，使活性物质与板栅之间略为增加一些接触面积，而极板各处的电流汇集到极耳处则主要通过各个筋条完成。

近几年，铅酸电池的活性物质铅粉末的制造技术，铅合金板栅的合金成分和制造技术、隔离材料，电解质的配方与控制器及壳体结构各个方面都有很大改进，并大量推广应用密封阀控铅酸电池(VRLA)，把铅酸电池发展到一个新阶段。

但由于铅酸电池的比能量、比功率、循环使用寿命、快速充电等综合性能尚未适应电动车的使用要求，还不能作为城市绿色交通工具如电动座式摩托车、电力助动车、电动自行车等电动车的动力电源。

本发明的目的是提供一种能制作高比能量和比功率、循环使用寿命长、可以快速充电的铅酸动力电池的新型多孔耐酸合金纤维复合极板。

下面是附图说明，通过附图说明，可以清楚的理解本发明的技术内容，其中：

附图一是用于本发明所述极板的基体的基本制造工艺流程；

附图二是用于本发明所述极板的基体的制造工艺的流程图；

附图三是用所述基体制成本发明所述的极板后被用于电池后电池结构的剖视图。

本发明的目的，可以通过以下手段得以实施。

把经过予处理的纤维(碳纤维、玻璃纤维、金属纤维)与耐酸合金(NiCrMo系合金、Pb合金)复合制成多孔复合极板基体取代传统的铸造铅合金或高纯铅板栅，可减轻极板基体重量，提高比表面，增加活性物质与基体的结合力，改善集流导电性能，为新型铅酸动力电池提高比能量比功率，延长循环使用寿命，快速充电等综合性能打好基础。

然后，在正负极板的活性物质-铅粉中加入少量导电材料(高纯碳粉、碳纤维)和粘结剂等添加剂充分混合均匀制取铅膏；在正极的活性物质中适当加入铅的氧化物提高活性，将混和均匀的铅膏，控量均匀涂敷于多孔耐酸合金和纤维复合极板的基体的孔隙中与表面上；然后，固化、干燥、加压整形制成正负极生坯。

把上述制成的正负极板生坯放入化成槽中，在硫酸水溶液中通入电流，使正极板上的活性物质转化为PbO2，负极板上的活性物质转化为海绵状金属Pb，然后，水洗浸硼酸，干燥，并将双片极板分为单片，也可先组装成电池后再通电化成。

本发明的多孔耐酸合金和纤维复合极板使用时，在电解液中加入少量添加剂(如钴盐、驴酸钠、硫酸钾)，抑制正极板活性物质的软化脱落，增强活性物质与极板基体的结合，提高电池的循环寿命。

采用本发明的多孔耐合金和纤维复合极板，组装铅酸动力电池时，须采用孔隙高，电阻低的超细玻璃纤维和颗粒硅石组成的多孔复合隔离板，并充分吸收电解质与使正极板产生的气体顺利通过隔离板为负极板吸收。

本发明所述的极板所采用的基体的制备如下所述：

所述的多孔耐酸合金的基体采用耐硫酸腐蚀的NiCrMo系或Ti合金为球状粉末，而Pb合金可用球状粉末，也可用片状粉末。

所述的球状和/或片状粉末优选采用CN95109468.8所述的方法和CN92242669.4所述的装置生产。

所有金属粉末都必须筛分分级。以利控制多孔耐酸合金基体的孔隙率和孔径尺寸。

填充剂重量比例为5-30％，选用在预烧一烧结过程中可完全挥发的金属无机盐类填充剂(碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、松香等)。

金属粉末和填充剂在V型不锈钢混料器中，充分混合均匀。

经予处理的纤维(金属纤维或碳纤维)按配制比例与合金粉末、填充剂的混合物等均匀放入模具中轻压成型(压力500-2000kg/cm²)，在有保护气氛的连续烧结炉中进行预烧结，然后烧结制取多孔耐酸合金与纤维复合极板基体。

多孔铅合金与纤维复合极板基体的制造工艺的基本流程如图2，用于多孔铅合金与纤维复合极板基体的玻璃纤维、碳纤维，需进行表面予处理如化学镀Pb合金。以提高纤维与基体金属的结合力。

多孔钛合金与纤维复合极板基体的予烧、烧结，须在真空烧结炉中进行，以避免基体金属的氧化或脆化。