用于制造铅酸电池用基底的方法、用于制备其的粉末混合物以及用于其的基底技术

制备铅酸电池用基底的方法包括以下步骤：通过将铅粉与碳粉混合来制备粉末混合物，通过将粉末混合物压制成型而制备基底。基于100wt％的粉末混合物，将85wt％‑95wt％的铅粉和5wt％‑15wt％的碳粉混合。

【技术实现步骤摘要】
用于制造铅酸电池用基底的方法、用于制备其的粉末混合物以及用于其的基底相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0170231号的优先权权益，其整体内容在此引入作为参考。
本公开涉及一种制造作为铅酸电池中的集电器的基底的方法，用于制造铅酸电池的粉末混合物，以及用于铅酸电池的基底。
技术介绍
铅酸电池是价廉且非常可靠的可充电电池，因此已被广泛用于车辆，电动车例如高尔夫球车的动力源，或者工业设备例如不间断电源(UPS)设备等。通常，铅酸电池使用硫酸溶液作为电解质，其是强酸，因此，用于铅酸电池的基底必须由耐腐蚀的材料制成。因此，耐硫酸的铅和铅合金常被用作基底材料。用于铅酸电池的基底通常通过铸造、辗扩(rollingexpansion)、辊压等等制备。然而，由于铅合金是为了增强耐腐蚀性或改善强度而不是为了减轻重量使用的，相对少量的合金被用在铅合金中，并且铅合金并不适合作为材料或轻质基底。形成铅酸电池的组成材料，例如基底、活性材料等由高密度的铅制成，因此铅酸电池相对于其他可充电电池较重。已经开发出了多种减轻电池重量的方法，例如，一种通过轻质金属(例如铝等)镀铅来制备基底的方法，以及一种用于制备泡沫型多孔基底的方法。轻质金属镀铅的方法可以显著地减轻基底的重量。然而，这样的方法无法用在电池用的极性基团的焊接中，使得通过轻质金属镀铅制备的基底不能市售。如果是泡沫型基底，无法使用泡沫型基底，因为需要开发不同于现有活性材料的另一种活性材料并且电池的形状改变，因此，设计改良和开发的另外的技术是有必要的。在该
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此，其可以包含不形成对本国中本领域技术人员而言已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开已经致力于提供一种通过将铅与碳混合以便在保持基底现有形状的同时实现轻质的基底制造方法，用于制造该基底的粉末混合物，以及用于铅酸电池的基底。根据本公开的一个示例性实施方式，用于制造铅酸电池用基底的方法包括通过将铅粉与碳粉混合来制备粉末混合物、并且通过将粉末混合物压制成型来制备基底。相对于100wt％的粉末混合物，可以将85-95wt％的铅粉与5-15wt％的碳粉混合。铅粉可以是Pb-Sn-Ca合金粉末。铅粉可以包括一种粒径为10-50μm的铅粉和另一种粒径为200-250μm的铅粉。相对于100wt％铅粉，铅粉可以包括40-75wt％的粒径为10-50μm的铅粉和25-60wt％的粒径为200-250μm的铅粉。碳粉可以包括石墨、炭黑或碳纳米管。碳粉可以具有1-5μm的平均粒径。粉末混合物可以在25-150℃的温度下以50-200吨的压力压制成型。根据本公开的另一个示例性实施方式，用于制备铅酸电池用基底的粉末混合物包括85-95wt％的铅粉和5-15wt％的碳粉。铅粉可以是Pb-Sn-Ca合金粉末。铅粉可以包括一种粒径为10-50μm的铅粉和另一种粒径为200-250μm的铅粉。相对于100wt％铅粉，铅粉可以包括40-75wt％的粒径为10-50μm的铅粉和25-60wt％的粒径为200-250μm的铅粉。碳粉可以包括石墨、炭黑或碳纳米管。碳粉可以具有1-5μm的平均粒径。根据本公开的另一个示例性实施方式，用于铅酸电池的基底包括85-95wt％的铅和5-15wt％的碳。基底的硬度可以为13-18Hv，基底的伸长率可以为3-5.5％。与现有铅酸电池相比，通过根据本公开的示例性实施方式的方法制备的铅酸电池用基底能够将基底的宽度减少约40％。这意味着参照68Ah的电池约减轻了1kg的重量。与现有基底相比，通过根据本公开的示例性实施方式的方法制备的铅酸电池用基底具有较低的电阻，因此能够预料10％的充电/放电性能提高和5％的耐久性提升。具体实施方式从以下对实施方式的描述中，本公开的各种优点和特征以及实现它的方法将变得显而易见。然而，本公开不限于本文详述的实施方式，还可以以多种不同的形式实施。可以提供实施方式以便使本公开完整，并且实施方式将对本领域技术人员充分地传达专利技术的范围，因此本公开将被定义在权利要求的范围内。在整个说明书中，相似的附图标记指代相似的元件。因此，不再详述在一些示例性实施方式中熟知的技术以避免对本公开的模糊解释。除非另有定义，应当理解说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员的理解相同的含义。此外，除非有相反的清楚说明，用语“包括”和变形例如“包含”或“含有”将被理解为表明包含规定的元素，但并不排除任何其他元素。进一步地，除非有相反的清楚说明，在本说明书中单数形式包括复数形式。根据本公开的一个实例性实施方式，用于制备铅酸电池用基底的方法包括通过将铅粉和碳粉混合来制备粉末混合物，以及通过将粉末混合物压制成型而制备基底。在本公开中，使用铅-碳复合材料来减轻基底的重量。由于碳与铅的固溶性几乎接近于0，难以生产碳和铅的合金。因此，与固溶性不相关的粉末烧结被用于使铅和碳混合。首先，通过将铅粉与碳粉混合而产生粉末混合物。在此情况下，基于100wt％的粉末混合物，粉末混合物可以包括85wt％-95wt％的铅粉和5wt％-15wt％的碳粉。当粉末混合物中碳粉的量过少时，即，小于5wt％时，基底的重量不减轻，电阻和腐蚀密度改善效应变得不明显。当混合过量的碳粉时，即多于15wt％时，机械性能例如硬度和伸长率可能降低。因此，以上述范围混合铅粉和碳粉。作为铅粉，可以使用纯的铅金属粉。然而不限于此，可以使用铅合金粉，例如，可以使用Pb-Sn-Ca合金粉末。在某一实施方式中，Pb-Sn-Ca合金粉末可以包括0.1wt％-2.0wt％的Sn、0.01wt％-0.1wt％的Ca和余量的Pb。Pb-Sn-Ca合金粉末具有优异的耐酸性，在电池充电/放电期间抑制氢气产生，从而降低了电池中电解质减少。由于铅粉的硬度非常低，在压制成型期间孔隙率随着铅粉尺寸而变化。当铅粉被压制成型时，密度降低至小于成型前的密度。在本公开中，可以将具有两种不同尺寸的铅粉混合。为了减轻重量，使用一种尺寸的铅粉以增加孔隙率从而降低密度是有利的。然而，在这种情况下，硬度和伸长率显著降低，由此使铅酸电池的耐久性降低。具体而言，可以将粒径为10-50μm的铅粉与粒径为200-250μm的铅粉混合。如上所述，当使用两种类型的铅粉时，能够使在两种类型的粉末的混合过程中的空隙百分比(gapfraction)最小化，从而得到优异的机械性能。例如，可以将40-75wt％的粒径为10-50μm的铅粉与25-60wt％的粒径为200-250μm的铅粉混合以形成100wt％的铅粉。在上述范围内，能够实现重量的减轻和机械性质的改善。除了降低铅酸电池的重量外，碳粉的混合还改善电化学性质。可以采用任何包括碳组分的粉末。具体而言，碳组分可以包括石墨、炭黑或碳纳米管(CNT)。可以使用具有优异导电性的高纯度碳，例如炭黑或碳纳米管。然而，即使使用石墨材料时，在减轻重量和改善电化学性能方面也没有问题。在此，碳粉可以具有1-5μm的平均粒径以与铅粉均匀混合。接下来，将粉末混合物压制成型以制备基底。通过这样的方法制备的基底可以直接应用到现有的电池制备工序中。使用该基底的电池制备工序可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于铅酸电池的基底的方法，其包括以下步骤：通过将铅粉和碳粉混合来制备粉末混合物，以及通过将所述粉末混合物压制成型来制造基底。

【技术特征摘要】
2015.12.01 KR 10-2015-01702311.一种制造用于铅酸电池的基底的方法，其包括以下步骤：通过将铅粉和碳粉混合来制备粉末混合物，以及通过将所述粉末混合物压制成型来制造基底。2.根据权利要求1所述的方法，其中基于100wt％的所述粉末混合物，混合85wt％-95wt％的所述铅粉和5wt％-15wt％的所述碳粉。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述铅粉是Pb-Sn-Ca合金粉末。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述铅粉包括粒径为10μm-50μm的一种铅粉和粒径为200μm-250μm的另一种铅粉。5.根据权利要求4所述的方法，其中基于100wt％的所述铅粉，所述铅粉包括40wt％-75wt％的粒径为10μm-50μm的铅粉，以及25wt％-60wt％的粒径为200μm-250μm的铅粉。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳粉包括石墨、炭黑或碳纳米管。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳粉具有1μm-5μm的平均粒径。8.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦在垠，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR