本发明专利技术属于铅酸电池技术领域，具体涉及一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺。本发明专利技术包括如下步骤：(1)使用连续激光诱导还原聚酰亚胺纸，得到石墨烯纸；(2)将石墨烯纸加热软化，通过模具弯折为设定形状；(3)通过化学气相沉积在石墨烯纸表面镀膜硬化。制得电化学性能和机械性能优异的石墨烯纸异型板栅。异型板栅。
【技术实现步骤摘要】
一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺
[0001]本专利技术属于铅酸电池
，具体涉及一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺。
技术介绍
[0002]随着科技进步和社会发展，应用铅酸电池的设备越来越多，而启停电机、电动汽车等应用场景对铅酸电池的容量和瞬时电流也提出了更高的要求。
[0003]在铅酸电池中板栅在承担着支撑活性物质、传递电流的作用，对铅酸电池充电时电压均衡性、热失控、特别是电池使用寿命的有重要影响，也是改进电池性能的重点。
[0004]目前主流的铅酸蓄电池采用铅基的板栅电极，为了提升铅酸电池的性能，各厂商多对板栅的横筋、竖筋的形状进行改进。
[0005]CN 103633335A公开了一种铅酸蓄电池曲面板栅，具体包括了边框、边框上的极耳以及边框内部设置的多根筋条，纵向筋条与横向筋条交织成筋条网；其中纵向边框和纵向筋条为具有明显波峰和波谷的连续曲线形状，横向边框和横向筋条为直线形状，横向筋条位于纵向筋条相邻的波峰与波谷之间。虽然通过曲面的设计，增加了板栅的面积，从而提升板栅活性物质的涂覆量，继而改善了放电性能。然而铅基板栅，铅的内阻较大，在大电流充放电过程中，特别在板栅横筋和竖筋交汇处的电流较为集中，容易出现局部过热现象，引起活性物质的膨胀甚至脱落，极板生成隔离层，对电池的性能和寿命造成不利影响。
[0006]市面上也有卷绕式蓄电池实现高倍率放电能力，瞬时启动电流是传统蓄电池的三倍，但由于其螺旋卷绕的结构，需要使用弹性的极片，活性物质涂覆工艺要求高，同时弹性极片正面和侧面的张力不一致，活性物质涂层容易在弯曲处脱落或断裂，先天的缺陷导致其无法成为市场应用的主流。
[0007]综上所述，现有技术仍缺乏一种能够实现铅酸电池电极高倍率放电、耐用的板栅。
技术实现思路
[0008]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺，其目的在于将石墨烯纸的制备工艺与化学气相沉积有机结合在一起。由激光诱导还原聚酰亚胺纸制备得到石墨烯纸具备优异的电学性能，将其弯折成非平板形状并通过化学气相沉积在其表面镀膜硬化，从而制得电化学性能和机械性能优异的异型板栅，具有广阔的市场应用前景。
[0009]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺，包括以下步骤：
[0010](1)使用连续激光诱导还原聚酰亚胺纸，得到石墨烯纸；
[0011](2)将石墨烯纸加热软化，通过模具弯折为设定形状；
[0012](3)通过化学气相沉积在石墨烯纸表面镀膜，即可获得用于铅酸电池的石墨烯纸板栅。
[0013]作为优选，所述步骤(2)中加热软化的温度为300
‑
350℃。
[0014]作为优选，所述步骤(2)中设定形状为圆弧形或瓦楞形。
[0015]作为优选，所述步骤(3)中镀膜厚度为70
‑
100nm。
[0016]作为优选，所述步骤(3)中化学气相沉积采用多弧离子和等离子体增强工艺。
[0017]作为优选，所述多弧离子和等离子体增强工艺条件包括：多弧电流为35
‑
55A，负偏压为40
‑
90V，氩气流量为100
‑
200sccm，乙炔流量为270
‑
380sccm，离子源功率为300
‑
500W，炉温100
‑
155℃，镀膜时间为5
‑
12min。
[0018]作为优选，所述步骤(3)中镀膜的靶材为铬或钨。
[0019]按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述的制备方法制备而成的铅酸电池板栅。
[0020]按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述的铅酸电池板栅在铅酸电池领域中的应用。
[0021]本专利技术的有益效果有：
[0022](1)本专利技术将石墨烯纸的制备工艺与化学气相沉积有机结合在一起。由激光诱导还原聚酰亚胺纸制备得到的石墨烯纸，具备优异的导电能力；将石墨烯纸折弯后，通过化学气相沉积镀膜固化，制得异型板栅，具有机械强度高，相对于平面板栅活性物质涂覆面积大的特点。
[0023](2)本专利技术的板栅内阻小、质量轻，与传统的铅基板栅相比，减少了在大电流充放电过程中局部过热现象，降低了活性物质脱落的风险，使电池具有较长的使用寿命具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]实施例1
[0026]一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺，包括以下步骤：
[0027](1)使用连续激光诱导还原聚酰亚胺纸，得到石墨烯纸，具体操作如下所述：在空气氛围中，将裁剪好的聚酰亚胺纸(100mm
×
100mm)均匀铺展开，固定在激光器扫描桌面；将激光器以1.25w的功率、50mm/s的扫描速度和500的打印分辨率对聚酰亚胺纸进行单面扫描5min；单面扫描完成后，对另外一面继续扫描，进而完成两面激光诱导还原；
[0028](2)将步骤(1)得到的石墨烯纸加热到300℃，通过模具将其弯折成半圆的弧形；
[0029](3)化学气相沉积使用多弧离子和等离子体增强工艺，采用铬靶对步骤(2)的石墨烯纸进行镀膜，工艺参数为：多弧电流为35A，负偏压为40V，氩气流量为100sccm，乙炔流量为270sccm，离子源功率为300W，炉温100℃，镀膜时间为11min后，石墨烯纸上有铬膜覆盖，即可获得用于铅酸电池的石墨烯纸板栅。。
[0030]实施例2
[0031]一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺，包括以下步骤：
[0032]1)使用连续激光诱导还原聚酰亚胺纸，得到石墨烯纸，具体操作如下所述：在空气
氛围中，将裁剪好的聚酰亚胺纸(100mm
×
100mm)均匀铺展开，固定在激光器扫描桌面；将激光器以1.25w的功率、50mm/s的扫描速度和500的打印分辨率对聚酰亚胺纸进行单面扫描5min；单面扫描完成后，对另外一面继续扫描，进而完成两面激光诱导还原；
[0033](2)将步骤(1)得到的石墨烯纸加热到350℃，通过模具将其弯折成波浪高度为2mm的瓦楞形；
[0034](3)化学气相沉积使用多弧离子和等离子体增强工艺，采用钨靶对步骤(2)的石墨烯纸进行镀膜，工艺参数为：多弧电流为55A，负偏压为90V，氩气流量为200sccm，乙炔流量为380sccm，离子源功率为500W，炉温155℃，镀膜时间为7min后，石墨烯纸上有钨膜覆盖，即本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于铅酸电池板栅的石墨烯纸的化学气相沉积制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用连续激光诱导还原聚酰亚胺纸，得到石墨烯纸；(2)将石墨烯纸加热软化，通过模具弯折为设定形状；(3)通过化学气相沉积在石墨烯纸表面镀膜，即可获得用于铅酸电池的石墨烯纸板栅。2.根据权利要求1所述的化学气相沉积制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中加热软化的温度为300
‑
350℃。3.根据权利要求1所述的化学气相沉积制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中设定形状为圆弧形或瓦楞形。4.根据权利要求1所述的化学气相沉积制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中化学气相沉积采用多弧离子和等离子体增强工艺。5.根据权利要求4所述的化学气相沉积制备工艺，其特征在于，所述多弧离子和等离子体增强工艺条件包括：多弧电流为35
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李政文，黎少伟，
申请(专利权)人：广州倬粤动力新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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