專利名稱：一種鉛酸蓄電池正極極板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉛蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及正極極板技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前出于環(huán)境保護(hù)目的，代替?zhèn)鹘y(tǒng)石油、煤炭等高污染能源，電能得到越來越多的重視和應(yīng)用。而鉛酸蓄電池是目前電動(dòng)汽車、自行車等的主要?jiǎng)恿碓?。但其可靠性。免維護(hù)性、深循環(huán)電池容量衰減及耐腐蝕性都有待提高。尤其是目前鉛錫合金傳統(tǒng)電極制成的鉛酸蓄電池由于板柵腐蝕變形、活性物質(zhì)析氫析氧抑制不佳，容易脫落等造成其壽命不長。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種鉛酸蓄電池正極極板及其制備方法，該方法制備的正積極板具有高抗腐蝕性、為多孔隙高比表面積結(jié)構(gòu)，呢能明顯提高正極充放電性能。技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種鉛酸蓄電池正極極板，包括正極板柵和涂覆在該正極板柵上的活性物質(zhì)，所述活性物質(zhì)包含以下重量份數(shù)的組分:
二氧化鉛1000份；
氧化秘5 50份；
石墨10 50份；
復(fù)合稀土0.1 I份；
活性添加劑 O 20份；
其中，所述復(fù)合稀土中含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分:鈰Ce:52 67%、釔Y: 12 22%、釹Nd:10 20% ;以及不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選，所述活性添加劑為丙烯基苯乙烯或丙烯基硫脲。作為優(yōu)選，所述正極板柵包括基體和表層，其中表層通過鍍覆方式形成，主要含有以下質(zhì)量百分比的組分:
鉛 Pb: 95 98%
銻 Sb: 2 5% ；
錫 Sn: 0.03 0.1% ；
復(fù)合稀土: 0.01 0.05% ；
其中復(fù)合稀土含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分^Ce:52 67%、釔Y:12 22%、釹Nd:10 20% ;以及余量的不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選，所述基體為鉛、鉛合金、銅或鈦。一種上述鉛酸蓄電池正極極板的制備方法，包括以下步驟:a、正極板柵的制備:將將基體作為陰極浸入電鍍液中電鍍得到表層，該鍍液及操作條件如下:
醋酸鉛30 45g/L ；
酒石酸銻鉀 0.5 5g/L ；
氯化亞錫0.5 1.0g/L ；
檸檬酸80 120g/L ；
氨基磺酸20 50g/L ；
硼酸20 40g/L ；
稀土添加劑 50 500ppm ；
丁炔二醇丙氧基化合物BMP10 IOOppm ；
其中，所述稀土添加劑為氧化鈰、氧化釔和氧化釹的混合物；電流密度為I 5A/dm2 ；pH為4 6 ;溫度為15 35°C ;陽極為鉛板；
b、活性物質(zhì)制備:在經(jīng)過氧化的鉛粉中，加入規(guī)定量的氧化鉍、復(fù)合稀土、石墨和活性添加劑混合均勻，并制成鉛膏；
C、然后將鉛膏用涂片機(jī)填涂到正極板柵上，并經(jīng)過固化和干燥。作為優(yōu)選，所述正極板柵中表層的厚度為5 10微米。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):相對(duì)普通鉛錫合金電池板柵具有更高的抗腐蝕形變性能、高比重容量、在多次充放電深循環(huán)后，仍具有較好的電池容量，因此壽命更長。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。實(shí)施例1
一種鉛酸蓄電池的制備方法，本實(shí)施例以金屬鈦為基體，通過以下方法制備:
正極板柵的制備:將鈦基體在電鍍液中進(jìn)行鍍覆得到摻雜有復(fù)合稀土元素的Pb-Sb-Sn的合金表層，具體電鍍液及工作參數(shù)如下:40g/L的醋酸鉛、2.2g/L的酒石酸銻鉀、0.7g/L的氯化亞錫、檸檬酸120g/L、35g/L的硼酸混合溶解完全后，調(diào)節(jié)pH到5左右，加入IOOppm的氧化鋪、IOOppm的氧化乾和IOOppm的氧化釹,在充分?jǐn)嚢璧臈l件下，加入20ppm的丁炔醇丙氧基化合物BMP后，電鍍液配置完成。以鉛板作為陽極，鈦金屬基材作為陰極并帶電下槽(連接直流電源負(fù)極，提高結(jié)合力)進(jìn)行電鍍，電流密度控制在2 3A/dm2范圍內(nèi)，電沉積5 10分鐘，可以獲得3 10微米的鍍層，該鍍層主要成分為鉛，并含有大約2.8%的金屬銻、0.7%的金屬錫以及微量的稀土元素鈰、釔和釹。實(shí)際上基材可以選擇鉛及鉛合金，或銅金屬。當(dāng)選擇銅或鈦金屬時(shí)，可以提高鉛酸蓄電池的比重容量，且Cu和Ti離子對(duì)蓄電池電解液沒有副作用，尤其是金屬鈦具有高穩(wěn)定性，并能提高板柵的抗腐蝕性能?；钚晕镔|(zhì)制備:在經(jīng)過氧化的1000份鉛粉中，加入15份氧化鉍、24份石墨、0.5份的復(fù)合稀土，該復(fù)合稀土中含有鈰Ce:52 67%、釔Y: 12 22%、釹Nd:10 20% ;，然后加入5份丙烯基苯乙烯，進(jìn)行混合均勻后，制成鉛膏，并將該鉛膏填涂到上述正極板柵上，最后經(jīng)過固化和干燥。本例中，活性添加劑丙烯基苯乙烯與石墨有協(xié)同作用，在板柵涂膏固化干燥過程中，有利于正極活性物質(zhì)內(nèi)網(wǎng)格的形成，提高其孔隙率。在進(jìn)行充放電時(shí)，有利于電解液滲透?jìng)髻|(zhì)到活性物質(zhì)中，從而有效利用活性物質(zhì)，提高充放電性能。另外石墨還能提高極板的導(dǎo)電性，降低內(nèi)阻；同時(shí)上述復(fù)合稀土元素和金屬鉍的引入，在提高板柵抗腐蝕性能避免腐蝕變形的同時(shí)，有效提高了充電時(shí)析氧過電位，減少電解液水分的損失，同時(shí)提高了電池安全性。二氧化鉛1000份；
氧化秘5 50份；
石墨10 50份；
復(fù)合稀土0.1 I份；
活性添加劑 O 20份；
其中，所述復(fù)合稀土中含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分:鈰Ce:52 67%、釔Y:12 22%、釹Nd:10 20% ;以及不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例2
本實(shí)施例以金屬銅為基材，并在以下鍍液中電鍍:32g/L的醋酸鉛、4.5g/L的酒石酸銻鉀、0.5g/L的氯化亞錫、檸檬酸120g/L、35g/L的硼酸混合溶解完全后，調(diào)節(jié)pH到5左右，力口入200ppm的氧化鋪、IOOppm的氧化乾和50ppm的氧化釹,在充分?jǐn)嚢璧臈l件下,加入IOppm的N，N- 二乙基丙炔胺DEP后，電鍍液配置完成。以鉛板作為陽極，銅金屬基材作為陰極并帶電下槽(連接直流電源負(fù)極)進(jìn)行電鍍，電流密度控制在2 3A/dm2范圍內(nèi)，電沉積5 10分鐘，可以獲得3 10微米的鍍層，該鍍層主要成分為鉛，并含有大約3.5%的金屬銻、
0.5%的金屬錫以及微量的約為0.02%的稀土元素鈰、釔和釹。活性物質(zhì)制備:在經(jīng)過氧化的1000份鉛粉中，加入40份氧化鉍，40份石墨、0.2份復(fù)合稀土，其中復(fù)合稀土中包含鈰Ce:52 67%、釔Y:12 22%、釹Nd:10 20% ;以及15份丙烯基苯乙烯，混合均勻并制成鉛膏。最好將該鉛膏填涂在板柵上，經(jīng)過固化干燥。金屬鈦或銅作為基體，可以降低極板密度，提高電池的比重容量，且鈦離子對(duì)電解液沒有副作用。將實(shí)施例1和2的板柵以及普通板柵以串聯(lián)方式在硫酸溶液中進(jìn)行電解，一段時(shí)間后取出樣品經(jīng)水洗晾干后，稱取電解前后的重量。表I是對(duì)比結(jié)果。表I
權(quán)利要求
1.一種鉛酸蓄電池正極極板，包括正極板柵和涂覆在該正極板柵上的活性物質(zhì)，其特征在于:所述活性物質(zhì)包含以下重量份數(shù)的組分: 二氧化鉛1000份； 氧化秘5 50份； 石墨10 50份； 復(fù)合稀土0.1 I份； 活性添加劑 O 20份； 其中，所述復(fù)合稀土中含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分:鈰Ce:52 67%、釔Y:12 22%、釹Nd:10 20% ;以及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉛酸蓄電池正極極板，其特征在于:所述活性添加劑為丙烯基苯乙烯或丙烯基硫脲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鉛酸蓄電池正極極板，其特征在于:所述正極板柵包括基體和表層，其中表層通過鍍覆方式形成，主要含有以下質(zhì)量百分比的組分: 鉛 Pb: 95 98% 銻 Sb: 2 5% ； 錫 Sn: 0.03 0.1% ； 復(fù)合稀土: 0.01 0.05% ； 其中復(fù)合稀土含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分^Ce:52 67%、釔Y:12 22%、釹Nd:10 20% ;以及余量的不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鉛酸蓄電池正極極板，其特征在于:所述基體為鉛、鉛合金、銅或鈦。
5.一種權(quán)利要求4所述鉛酸蓄電池正極極板的制備方法，其特征在于包括以下步驟: a、正極板柵的制備:將將基體作為陰極浸入電鍍液中電鍍得到表層，該鍍液及操作條件如下: 醋酸鉛30 45g/L ； 酒石酸銻鉀 0.5 5g/L ； 氯化亞錫0.5 1.0g/L ； 檸檬酸80 120g/L ； 氨基磺酸20 50g/L ； 硼酸20 40g/L ； 稀土添加劑 50 500ppm ； 丁炔二醇丙氧基化合物BMP10 IOOppm ； 其中，所述稀土添加劑為氧化鈰、氧化釔和氧化釹的混合物；電流密度為I 5A/dm2 ；pH為4 6 ;溫度為15 35°C ;陽極為鉛板； b、活性物質(zhì)制備:在經(jīng)過氧化的鉛粉中，加入規(guī)定量的氧化鉍、復(fù)合稀土、石墨和活性添加劑混合均勻，并制成鉛膏； C、然后將鉛膏用涂片機(jī)填涂到正極板柵上，并經(jīng)過固化和干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述鉛酸蓄電池正極極板的制備方法，其特征在于:所述正極板柵中表層的厚度為5 10微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池正極極板，包括正極板柵和涂覆在該正極板柵上的活性物質(zhì)，所述活性物質(zhì)包含以下重量份數(shù)的組分二氧化鉛1000份；氧化鉍5～50份；石墨10～50份；復(fù)合稀土0.1～1份；活性添加劑0～20份；其中，所述復(fù)合稀土中含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分鈰Ce52～67%、釔Y12～22%、釹Nd10～20%；以及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明相對(duì)普通鉛錫合金電池板柵具有更高的抗腐蝕形變性能、高比重容量、在多次充放電深循環(huán)后，仍具有較好的電池容量，因此壽命更長。
文檔編號(hào)H01M4/62GK103227316SQ20131011538
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者袁平, 譚明銘, 張靜, 嚴(yán)學(xué)慶 申請(qǐng)人:江蘇海德森能源有限公司