[发明专利]铅酸蓄电池铅包铜板栅生产方法及专用组合模具

说明书

技术领域

本发明属于蓄电池生产领域，特别涉及一种铅酸蓄电池铅包铜板栅生产方法及专用组合模具。

背景技术

目前，铅酸蓄电池在蓄电池的市场份额中仍占有一定的优势，在国民经济的各部门中发挥着不可替代的重要作用。铅酸蓄电池的理论比能量为170W·h/kg，但实际上大多数铅酸蓄电池只能释放30~50 W·h/kg的能量，这一方面是由活性物质利用率低引起的，另一方面则是由惰性成份的质量引起的，如电池壳、极板栅、隔膜、终端等。特别是作为支撑活性物质的极板栅，对蓄电池的主要性能具有较大影响。为了提高铅酸蓄电池的比能量，人们一直探索和寻找一种新的板栅材料及板栅结构，以期用最小的质量和最低的价格，得到最大的电导率和最高的强度。镀铅铜板栅近年来受到了人们的普遍关注，它是用铜网作基体，表面包覆一层铅，以减小板栅电阻，提高输出功率，这种结构的板栅也被称作铜板栅。目前，在铜网上包覆铅的方法有三种：浸镀、喷镀和电镀。浸镀就是将作为基体的铜网放入铅熔液中，在铜网的表面挂上一层铅后取出。浸镀生产工艺存在的问题是，基体表面挂上的铅层较薄，且挂铅后板栅的表面不平整，实际使用效果较差。喷镀就是将铅喷涂在基体的表面，这种加工方法存在的问题是，板栅铅层薄厚不均匀，铅层的致密性也较差，在使用的过程中容易脱落。电镀就是采用普通电镀的方法在基体的表面镀上一层铅。这种方法的制造成本非常高，因为板栅表面包覆铅的厚度一般应为100μｍ～300μｍ，而在基体上电镀100μｍ～300μｍ的铅则需要花费很长的时间，因而不具备大规模工业化实施的价值。上述方法虽然都可以在基体的表面包覆一层铅，并生产出表面包覆有铅层的铜板栅，但没有一种方法能够以低廉的成本生产出高质量的铜板栅，并适合于大规模工业化生产，因此，铜板栅的研制已经成为铅酸蓄电池生产领域中的一个重要研究课题。

为了解决上述问题，本人研制出了一种采用铸造工艺生产铅酸蓄电池铜板栅的方法及专用模具，并申请了中国发明专利，专利号为“ZL200410100486.2”，名称为“铅酸蓄电池铜板栅生产方法及专用模具”。该专利采用铜网作为铜板栅的基体，铜网用线切割或冲压等方式生产，铜网在模具中用定位铅环和定位针来定位，以确保铜网位于模具的中间，并使铸造后铜网表面的铅层薄厚均匀。该方法生产的铜板栅虽然铅层的致密性好，厚度不受限制，产品合格率高，但生产成本依然较高，并难以实现大规模工业化生产。其主要原因是：1、铜网采用铜片材制作，材料的利用率不足百分之十，超过百分之九十的原材料变成废铜，而且还需要经过线切割或冲压来成型，生产成本相对较高。2、铜网在放入模具前要安装若干个定位铅环，由于铜网的厚度非常薄，所以要使铜网保持在模具的中间，就需要安装很多个定位铅环，而安装定位铅环则要耗费很多工时，生产效率较低。3、由于铜网的厚度非常薄，所以还需要在模具上安装很多对定位针对铜网定位，而定位针的直径又很小，在模具上钻孔的难度就比较大，钻头还容易折断，针尖的高度也必须保持一致，装配的难度较大，因而模具的制作也需要很多工时才能完成。4、由于模具内有很多定位针，这些定位针在铸造后都嵌入到铅层中，虽然针尖是锥形的，但起模也比较费力，力度掌握不好还容易损坏铅层。5、由于模具内有很多定位针，所以铸造后会在铜板栅的铅层上留下很多针孔，这些针孔还需要闭合，才能成为铜板栅成品。上述问题的存在导致了该专利难以实现大规模工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有铅酸蓄电池铜板栅生产方法及模具存在的生产成本高、难以大规模工业化生产的问题，提供一种生产成本低、适合于大规模工业化生产的铅酸蓄电池铅包铜板栅生产方法及专用组合模具。

本发明采用铸造的方法生产铅酸蓄电池铅包铜板栅，其具体生产方法是：

1、将带有凹槽的模具A与带有凸棱的模具C合拢固定；

2、将合拢固定的模具加热至120℃～140℃；

3、将铅熔液浇铸到模具A与模具C中，进行第一次浇铸，利用模具A中凹槽与模具C中凸棱之间的间隙形成带有凹槽的铅层；

4、待铅熔液和模具冷却后，打开模具，将模具C从模具A上取下，带有凹槽的铅层则保留在模具A的凹槽中，去除铅层的浇铸口部分；

5、在铅层的凹槽中装入作为铜板栅的铜丝；

6、将带有凹槽的模具B加热至120℃～140℃，然后，将模具A与模具B合拢固定；

7、将铅熔液浇铸到模具A与模具B中，进行第二次浇铸，将铅熔液充满模具B中凹槽与铜丝之间的间隙，将铜丝完全包裹起来，构成表面完全被铅覆盖的铅包铜板栅；