铅酸蓄电池集流体制造技术

本发明专利技术公开了一种铅酸蓄电池集流体，其包括基体和包覆在基体外的包覆层，所述基体的材料包括导电能力大于金属钛的金属或金属合金、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；所述包覆层的材料包括非金属钛化合物、SnO

Lead-acid battery collection fluid

The invention discloses a lead-acid battery collector, which comprises a base and a coating layer coated on the periphery of the substrate, the substrate material comprises a conductive capacity greater than one or more metal titanium metal or metal alloy, carbon nanotubes, graphene; the coating materials include non metallic compounds, titanium SnO

【技术实现步骤摘要】
铅酸蓄电池集流体
本专利技术涉及铅酸蓄电池领域，特别是涉及铅酸蓄电池集流体。
技术介绍
铅酸蓄电池集流体，例如铅酸蓄电池板栅，用于对铅酸蓄电池内部的电流进行分布、收集、输送，同时也对铅酸蓄电池的活性物质或铅膏具有机械支撑、固定的作用。目前，广泛应用的铅酸蓄电池的集流体，基本上都是由铅合金或纯铅制作而成。铅合金或纯铅集流体，具有易加工、耐腐蚀、耐高氧化电位、高析气过电位、与铅酸蓄电池电化学系统比较兼容的优点，但是，在机械强度、耐腐蚀性、材料比重、甚至导电性能上，不够理想，制约了铅酸蓄电池的性能，如比能量、使用寿命、大电流放电等，从而较大地限制了铅酸蓄电池在动力和储能等领域的应用水平和发展空间。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种铅酸蓄电池集流体，它可以有效提升铅酸蓄电池重量比能量、重量比功率、循环寿命等性能。为解决上述技术问题，本专利技术的铅酸蓄电池集流体，包括基体和包覆在基体外的包覆层，所述基体的材料包括导电能力大于金属钛的金属或金属合金、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；所述包覆层的材料包括非金属钛化合物、SnO2、SnO2复合材料中的一种或多种。其中：所述导电能力大于金属钛的金属或金属合金，包括但不限于：银或银合金、铜或铜合金、铝或铝合金、镁或镁合金、铁或铁合金、铅或铅合金、镍或镍合金、锡或锡合金、钙或钙合金、锌或锌合金、钨或钨合金、钒或钒合金、锑或锑合金、钡或钡合金中的一种或多种。所述SnO2复合材料为SnO2与非金属钛化合物、铅、铅化合物、石墨烯、碳纳米管、金属或金属合金、有机聚合物、无机聚合物、锡类添加剂、钛类添加剂、正极添加剂、负极添加剂、硫酸中的一种或多种在原子团簇层面、原子层面或它们的混合层面上混杂而形成的掺杂或非掺杂的复合材料。所述非金属钛化合物，包括但不限于：钛的氧化物、硫化物、氮化物、硼化物、碳化物、氢化物、氢氧化物、硅化物中的一种或多种，以及上述非金属钛化合物中的一种或多种在原子团簇层面、原子层面上或它们的混合层面上混杂而形成的掺杂或非掺杂的共生共混物。其中，钛的氧化物包括但不限于：TiO2、TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9中的一种或多种；钛的硫化物包括但不限于：TiS、TiS2、Ti2S3、TiS3中的一种或多种；钛的氮化物包括但不限于：TiN、TiN2、Ti2N、Ti3N、Ti4N、Ti3N4、Ti3N5、Ti5N6中的一种或多种；钛的硼化物包括但不限于：Ti2B、TiB、TiB2、Ti2B5中的一种或多种；钛的碳化物包括但不限于：TiC、非化学计量碳化钛中的一种和多种；钛的氢化物包括但不限于：TiH、TiH2，其中的一种或多种；钛的氢氧化物包括但不限于：Ti(OH)2、Ti(OH)3、H4TiO4、H3TiO3、多钛酸中的一种或多种；钛的硅化物包括但不限于：TiSi、非化学计量硅化钛中的一种或多种。所述共生共混物中的混杂材料还包括但不限于：铅、铅化合物、锡、二氧化锡、石墨烯、碳纳米管、金属或金属合金、有机聚合物、无机聚合物、锡类添加剂、钛类添加剂、正极添加剂、负极添加剂、掺杂的二氧化锡、硫酸中的一种或多种。用作混杂的材料中，铅化合物包括但不限于：二氧化铅、一氧化铅、四氧化三铅、三氧化二铅、氧化亚铅(Pb2O)、硫酸铅中的一种或多种；金属或金属合金包括但不限于：银或银合金、铜或铜合金、铝或铝合金、镁或镁合金、铁或铁合金、铅或铅合金、镍或镍合金、锡或锡合金、钙或钙合金、锌或锌合金、钨或钨合金、钒或钒合金、锑或锑合金、钡或钡合金、钛或钛合金、锂或锂合金、钠或钠合金中的一种或多种；所述有机聚合物包括但不限于：聚乙烯、聚丙烯、聚酯、ABS；所述无机聚合物包括但不限于：玻璃、云母、石棉、黑磷、五氧化二磷、五氧化二锑中的一种或多种；所述锡类添加剂包括但不限于：SnO2、SnSO4、SnO中的一种或多种；所述钛类添加剂包括但不限于：钛、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9中的一种或多种；所述正极添加剂包括但不限于：导电剂、增孔剂、分散剂、发泡剂、正极板栅防腐剂、抗钝化剂、抗早期容量衰减剂、循环寿命改善剂、自放电抑制剂、防正极活性物质软化脱落剂、粘合剂，具体的说，包括但不限于：碳素材料(碳黑、各向异性石墨、黑磷、胶体石墨、乙炔黑、石墨、多并苯、碳纤维)、石墨烯、二氧化锡或包覆有二氧化锡的复合材料(如镀有SnO2的导电玻璃小片)、钛、阴/阳离子发泡剂(诸如十二烷基硫酸钠、磷酸、硼酸、硫酸钴、硫酸镁、四碱式硫酸铅、羧甲基纤维素钠、短纤维(涤纶、迪尼尔、聚丙烯、腈纶纤维、聚四氟乙烯、碳素)、高分子导电添加剂(如掺杂或没掺杂的聚乙炔、聚乙炔共聚物、聚苯乙炔、聚苯乙炔共聚物、聚吡咯、聚噻吩、聚苯次亚乙烯、聚苯胺、聚对苯撑、碘掺杂的聚乙烯/聚环氧乙烷接枝共聚物，掺杂物质包括但不限于碘、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种)、还原剂(如硫酸羟胺)、锑化合物或锑、铋化合物或铋、锂化合物或锂、钙盐、铝盐、沸石、空心玻璃微球、硅酸、SiO2、碳酸氢钠中的一种或多种；所述负极添加剂包括但不限于：导电剂、增孔剂、分散剂、发泡剂、膨胀剂、析氢阻化剂、低温性能提高剂、阻氧剂、抗硫酸盐化剂、自放电抑制剂、粘合剂，具体的说，包括但不限于：碳黑、石墨烯、二氧化锡、钛、海棉钛、导电高分子、腐殖酸、木素磺酸盐、木质素、鞣剂的衍生物、烤胶、硫酸钡、抗氧化剂(α-萘酚、β-萘酚、α-亚硝基-β-萘酚、硬脂酸、硬脂酸锌、松香、1，2酸、甘油、硼酸)、香兰素。可用于掺杂于SnO2或非金属钛化合物的元素包括但不限于：F、Sb、Sn、Ca、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种。在本专利技术中，掺杂后的材料用((被掺杂材料)x掺杂元素y)表示,其中，下标y为非零正有理数，用来表示掺杂元素与被掺杂材料的相对摩尔数。例如，掺杂了0.1份摩尔Sb的TiO2，表示为((TiO2)0.9Sb0.1)。较佳的，在所述基体和包覆层之间还可以包括有一层以上的中间层，所述中间层的材料为能够用作基体或包覆层材料的所有材料中的一种或多种。上面所说的在原子团簇层面上的复合材料或共生共混物，指的是相关材料各自以原子尺度或原子团簇尺度以上的微观尺度(包括但不限于：晶胞尺度、原子团簇、亚纳米、纳米、微晶、亚微米、微米、毫米中的一种或多种)在一维、二维、三维空间上进行均一或不均一的混杂所形成的混杂型材料。对于原子团簇层面上的混杂型材料，在本专利技术中，用“(材料1)x-(材料2)y-…-(材料n)z”的表达式来表示，其中，下标x、y、…、z为任意非零正有理数(即除零以外的正整数和分数)，用来表示该混杂型材料中参与混杂的每种材料的相对摩尔数。例如：相对摩尔数比例为2:5:9:1的TiO2、PbO2、TiB2及SnO2四种材料混杂所形成的“原子团簇层面混杂型”材料颗粒用(TiO2)2-(PbO2)5-(TiB2)9-SnO2表示。原子团簇层面的混杂方式包括但不限于叠层混杂，即两种以上的材料层彼此交替叠加的混杂方式，例如，TiO2、TiB2、SnO2三种材料形成的一种叠层混杂可以是每二层TiO2之间有三层TiB2和两层SnO2，其中彼此分离的三层TiB2材料由其共同夹着的彼此分离的两层SnO2材料相隔离。上面本文档来自技高网...

【技术保护点】
铅酸蓄电池集流体，其特征在于，包括基体和包覆在基体外的包覆层，所述基体的材料包括导电能力大于金属钛的金属或金属合金、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；所述包覆层的材料包括非金属钛化合物、SnO

【技术特征摘要】
1.铅酸蓄电池集流体，其特征在于，包括基体和包覆在基体外的包覆层，所述基体的材料包括导电能力大于金属钛的金属或金属合金、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；所述包覆层的材料包括非金属钛化合物、SnO2、SnO2复合材料中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池集流体，其特征在于，所述导电能力大于金属钛的金属或金属合金，包括：银或银合金、铜或铜合金、铝或铝合金、镁或镁合金、铁或铁合金、铅或铅合金、镍或镍合金、锡或锡合金、钙或钙合金、锌或锌合金、钨或钨合金、钒或钒合金、锑或锑合金、钡或钡合金中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池集流体，其特征在于，所述SnO2复合材料为SnO2与非金属钛化合物、铅、铅化合物、石墨烯、碳纳米管、金属或金属合金、有机聚合物、无机聚合物、锡类添加剂、钛类添加剂、正极添加剂、负极添加剂、硫酸中的一种或多种在原子团簇层面、原子层面或它们的混合层面上混杂而形成的掺杂或非掺杂的复合材料。4.根据权利要求1或3所述的铅酸蓄电池集流体，其特征在于，所述非金属钛化合物包括：钛的氧化物、硫化物、氮化物、硼化物、碳化物、氢化物、氢氧化物、硅化物中的一种或多种，以及上述非金属钛化合物中的一种或多种在原子团簇层面、原子层面上或它们的混合层面上混杂而形成的掺杂或非掺杂的共生共混物。5.根据权利要求4所述的铅酸蓄电池集流体，其特征在于，钛的氧化物包括：TiO2、TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9中的一种或多种；钛的硫化物包括：TiS、TiS2、Ti2S3、TiS3中的一种或多种；钛的氮化物包括：TiN、TiN2、Ti2N、Ti3N、Ti4N、Ti3N4、Ti3N5、Ti5N6中的一种或多种；钛的硼化物包括：Ti2B、TiB、TiB2、Ti2B5中的一种或多种；钛的碳化物包括：TiC、非化学计量碳化钛中的一种和多种；钛的氢化物包括：TiH、TiH2，其中的一种或多种；钛的氢氧化物包括：Ti(OH)2、Ti(OH)3、H4TiO4、H3TiO3、多钛酸中的一种或多种；钛的硅化物包括：TiSi、非化学计量硅化钛中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的铅酸蓄电池集流体，其特征在于，所述共生共混物中的混杂材料还包括：铅、铅化合物、锡、二氧化锡、石墨烯、碳纳米管、金属或金属合金、有机聚合物、无机聚合物、锡类添加剂、钛类添加剂、正极添加剂、负极添加剂、掺杂的二氧化锡、硫酸中的一种或多种。7.根据权利要求3或6所述的铅酸蓄电池集流体，其特征在于，用作...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春晓，
申请(专利权)人：杨春晓，
类型：发明
国别省市：上海,31