一种板栅用复合线材及其制备方法以及板栅、铅酸蓄电池技术

本发明专利技术涉及一种板栅用复合线材及其制备方法以及板栅、铅酸蓄电池，属于铅酸蓄电池技术领域，解决了现有技术中的板栅材料铅用量高、耐腐蚀性差、制备工艺繁琐的问题。所述板栅用复合线材包括铝或铝合金线材基体、包覆在所述铝或铝合金线材基体表面的铜镀层、包覆在所述铜镀层表面的铅锡合金镀层以及包覆在所述铅锡合金镀层表面的铅合金层。本发明专利技术的复合线材质量轻、电阻率低、耐腐蚀性好，并且制备方法简单。简单。简单。

【技术实现步骤摘要】
一种板栅用复合线材及其制备方法以及板栅、铅酸蓄电池


[0001]本专利技术涉及铅酸蓄电池
，尤其涉及一种板栅用复合线材及其制备方法以及板栅、铅酸蓄电池。

技术介绍

[0002]铅酸蓄电池因其具有稳定可靠、无记忆效应、价格低廉、可做成单体大容量电池等优点，被广泛用作电动能源与储能电源等领域。板栅是铅酸蓄电池的主要组成部件，是电池的集电骨架，起到传导、汇集电流并使电流分布均匀的作用，同时对活性物质起支撑作用，是活性物质的载体。
[0003]现有的铅酸蓄电池板栅通常由铅或铅合金板制成，通常通过重力铸造或连铸连轧的方法制造。这种板栅材料铅用量高，板栅材料耐腐蚀性差，生产铸造工艺繁琐。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种板栅用复合线材及其制备方法以及板栅、铅酸蓄电池，用以解决现有的板栅材料铅用量高、耐腐蚀性差、制备工艺繁琐的问题。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种板栅用复合线材，所述板栅用复合线材包括铝或铝合金线材基体、包覆在所述铝或铝合金线材基体表面的铜镀层、包覆在所述铜镀层表面的铅锡合金镀层以及包覆在所述铅锡合金镀层表面的铅合金层。
[0006]优选地，所述铝或铝合金线材基体的截面直径为0.5
‑
1.2mm，所述铜镀层的厚度为0.6
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10μm，所述铅锡合金镀层的厚度为3.3
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11μm，所述铅合金层的厚度为0.2
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1.2mm。
[0007]优选地，所述铅锡合金镀层中，锡的含量为0.1
‑
10wt％。
[0008]优选地，所述铝或铝合金线材基体和铜镀层之间还设置有锌膜层。
[0009]第二方面，本专利技术还提供了一种板栅用复合线材的制备方法，用于制备本专利技术的板栅用复合线材，所述制备方法包括：
[0010](1)将铝或铝合金线材基体置于锌溶液中进行浸锌处理，在所述铝或铝合金线材基体表面形成锌膜层；
[0011](2)将表面含有锌膜层的铝或铝合金线材基体置于铜镀液中进行镀铜处理，在所述锌膜层表面形成铜镀层；
[0012](3)将表面依次含有锌膜层、铜镀层的铝或铝合金线材基体置于铅锡镀液中进行镀铅锡合金处理，在所述铜镀层表面形成铅锡合金镀层；
[0013](4)在铅锡合金镀层的表面包覆铅合金层。
[0014]优选地，所述制备方法还包括：在浸锌处理之前，对所述铝或铝合金线材基体进行除油处理和浸硝酸处理。
[0015]优选地，所述浸锌处理包括：将铝或铝合金线材基体置于锌溶液中进行一次浸锌处理，将一次浸锌处理后的铝或铝合金线材基体在硝酸溶液中进行硝酸退锌后，再次将铝或铝合金线材基体置于锌溶液中进行二次浸锌处理。
[0016]优选地，所述铜镀液包括：焦磷酸铜20
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100g/L，焦磷酸钾150
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400g/L，柠檬酸铵10
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50g/L。
[0017]优选地，所述镀铜处理的条件包括：电流密度为1
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15A/dm2，pH为8.0
‑
9.0，温度为30
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60℃，时间为1
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10min。
[0018]优选地，所述铅锡镀液包括：甲基磺酸铅50
‑
200g/L，甲基磺酸锡9
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200g/L，甲基磺酸50
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200g/L，酒石酸锑钾0.5
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50g/L，乳化剂0.5
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20mL/L，明胶0.3
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20g/L。
[0019]第三方面，本专利技术提供了一种板栅，所述板栅含有上述的板栅用复合线材。
[0020]第四方面，本专利技术提供了一种铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池含有上述的板栅。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0022]1、本专利技术的复合线材以铝或铝合金线材为基体，由多种功能性金属层层包覆，实现轻量化且使复合线材电阻率降低，增加导电均匀性，进而使得充放电性能好；该复合线材的拉伸蠕变性能好；
[0023]2、本专利技术的复合线材与直接在铝或铝合金线材基体表面包覆铅合金的复合线材相比，电阻率可降低40％，铝或铝合金线材基体到铅合金层表面的电阻率比铅锡合金镀层到铅合金层表面的电阻率降低20％以上，电阻率随铝或铝合金线材基体镀膜时间增加而降低；
[0024]3、通过铜镀层和铅锡合金镀层紧密包覆，线材基体不外露，且镀层金属腐蚀电位高，可以抑制金属晶间腐蚀与界面腐蚀，达到了长寿命蓄电池对于板栅耐蚀性要求；
[0025]4、本专利技术的复合线材的制备工艺可控性强，易实现工业化，焦磷酸盐镀铜体系与甲基磺酸盐镀锡体系环境友好，原料易得；不同工艺参数下输出复合镀层稳定，致密且附着力良好；
[0026]5、本专利技术的板栅电阻率低，拉伸蠕变性能好；本专利技术的铅酸蓄电池的充放电性能好。
[0027]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0028]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0029]图1为本专利技术的镀铜和镀铅锡合金过程的电镀装置；
[0030]图2为本专利技术的板栅用复合线材的截面结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0032]现有蓄电池板栅耐腐蚀性差，铅用量高，生产铸造工艺繁琐，因此，提高铅酸蓄电池能量密度的轻型板栅材料研究开发，在蓄电池技术革新发展中尤为重要。在充放电性能
不被明显牺牲的情况下，开发轻量化板栅，使用在电解液中稳定存在的非铅材料取代传统蓄电池板栅用铅合金，对降低电池内阻，提升铅酸蓄电池比能量、性能以及循环寿命影响重大。轻型复合材料作为蓄电池板栅基材过电位小，充放电过程中电流密度合理，活性物质有效参与反应率提高，放电性能优越。
[0033]采用铝或铝合金线材基体直接通过挤压包覆铅合金层制作成复合铅丝，铝或铝合金线材基体与铅合金层属于物理挤压，氧气会透过晶界缝隙将铝基体氧化，形成导电性差的三氧化二铝膜层，造成复合线材整体内阻激增，且包覆不紧密会导致后续充放电过程电解液渗透线材，铝元素泄露至电解液影响电池性能。通过对铝丝表面进行处理附上功能层，可以对铝材在酸性工作环境中起到较理想的保护以及修饰的作用，一方面可实现铝基线材与挤压包覆铅层的不同金属相间紧密相接，避免了复合线材界面电阻激增问题；另一方面可使铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种板栅用复合线材，其特征在于，所述板栅用复合线材包括铝或铝合金线材基体、包覆在所述铝或铝合金线材基体表面的铜镀层、包覆在所述铜镀层表面的铅锡合金镀层以及包覆在所述铅锡合金镀层表面的铅合金层。2.根据权利要求1所述的板栅用复合线材，其特征在于，所述铝或铝合金线材基体的截面直径为0.5
‑
1.2mm，所述铜镀层的厚度为0.6
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10μm，所述铅锡合金镀层的厚度为3.3
‑
11μm，所述铅合金层的厚度为0.2
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1.2mm。3.根据权利要求1或2所述的板栅用复合线材，其特征在于，所述铅锡合金镀层中，锡的含量为0.1
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10wt％。4.根据权利要求1所述的板栅用复合线材，其特征在于，所述铝或铝合金线材基体和铜镀层之间还设置有锌膜层。5.一种板栅用复合线材的制备方法，用于制备权利要求1
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4任意一项所述的板栅用复合线材，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将铝或铝合金线材基体置于锌溶液中进行浸锌处理，在所述铝或铝合金线材基体表面形成锌膜层；(2)将表面含有锌膜层的铝或铝合金线材基体置于铜镀液中进行镀铜处理，在所述锌膜层表面形成铜镀层；(3)将表面依次含有锌膜层、铜镀层的铝或铝合金线材基体置于铅锡镀液中进行镀铅锡合金处理，在所述铜镀层表面形成铅锡合金镀层；(4)在铅锡合金镀层的表面包覆铅合金层。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在浸锌处理之前，对所述铝或铝合金线材基体进行除油处理和浸硝酸处理。7.根据权利要求5和6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彤，王新虎，项晨，钱胜强，代少振，刘孝伟，
申请(专利权)人：超威电源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：