[发明专利]一种具有复合涂层的铅蓄电池板栅及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有复合涂层的铅蓄电池板栅及其制备方法，属于化学电源及复合材料领域。所述制备方法包括：预处理、电化学氧化和阴极电沉积。本发明以铅合金板栅为基体，采用电化学氧化法在铅合金表面形成致密的二氧化铅氧化膜，该膜层与基体之间达到冶金级结合，既充分保障板栅的接触导电性，又有效增强铅合金基体的防护性能；然后，利用阴极电沉积法在二氧化铅氧化膜表面沉积亚氧化钛，一方面部分亚氧化钛因填充于氧化膜孔洞内增强了二氧化铅氧化膜层的致密性，另一方面亚氧化钛具有的良好电化学性能提升复合板栅的综合性能。本发明在铅合金板栅表面制备的复合涂层，在保证板栅导电性的前提下，大幅提高板栅耐蚀性，延长板栅使用寿命。

技术领域

本发明涉及化学电源及复合材料领域，具体涉及一种具有复合涂层的铅蓄电池板栅及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池以其优良的性能和综合优势，主导着世界蓄电池产业。板栅是铅酸蓄电池的重要组成部分，它是铅酸蓄电池活性物质的载体及导电体，正负活性物质是靠板栅来支撑，活性物质参与电化学反应所放出的电能及充电所需的外来电能都是通过板栅的传导。传统的铅酸蓄电池一般采用铅锑合金和铅钙合金板栅，正极板栅在充电时，会被氧化，造成铅酸电池比能量低和寿命不长，由此可见，组成板栅的合金的腐蚀直接影响到电池的使用寿命。因此，开发导电性好，耐腐蚀的新型板栅成为未来铅酸电池发展的一个重要方向。

如申请公布号为CN 103510041 A的专利文献公开了一种钛基板栅的制备方法，在钛基板栅表面包覆一层亚氧化钛膜，该钛基板栅质量轻、导电性好，可用于叠层式或卷绕式铅蓄电池。该钛基板栅可使得电极板具有优良的脉冲响应性能，能提高铅蓄电池的功率密度、能量密度和循环使用寿命，应用于电动车、电动工具、脉冲发射等领域的铅蓄电池。所述亚氧化钛膜通过先氧化再还原的工艺制成，具体为：在空气气氛下、300～600℃氧化1～8h，再在氩气气氛下，800～1300℃还原1～24h制得。

亚氧化钛材料是由称作Magneli相的不同价态的氧化钛所组成的多晶无机材料。Magneli相是一系列钛的非化学计量氧化物的通称，其通式可表述为Ti_nO_2n-1(其中4＜n≤10)，包括Ti₄O₇，Ti₅O₉等亚氧化钛相，半金属态导电亚氧化钛在室温下具有良好的导电性能，尤其是Ti₄O₇，其单晶导电率为1500S·cm^-1，远高于石墨。在化学性能方面，半金属态氧化钛与一般的工业用电极材料相比较，具备极强的化学稳定性，耐强酸强碱；且析氢析氧过电位较高，作为阴阳极均具有良好的电化学性能。以上属性赋予了其在氯碱工业、环境治理(阳极氧化)、化学电源(铅酸电池、燃料电池、锌镍电池等)等领域具有广阔的应用前景。

目前亚氧化钛的制备以高温烧结、还原二氧化钛粉为主，又如授权公告号为CN102817020 B的专利文献公开了一种钛基亚氧化钛板的制备方法，采用溶胶纳米热还原技术，利用钛纳米颗粒的还原活性，在钛基板上高温原位合成亚氧化钛薄膜。

目前生产中以铅合金板栅为主，对铅合金板栅进行改进是最直接有效的方法。为了保证铅合金板栅表面的稳定性，在其表面制备特殊的导电保护层，克服其不耐腐蚀的问题，将是解决现有问题的一种途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面具有复合涂层的铅蓄电池板栅，解决现有技术中传统铅合金板栅不耐腐蚀的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种具有复合涂层的铅蓄电池板栅的制备方法，包括：

(1)预处理：以铅合金板栅基体作为阳极，不锈钢作为阴极，浸入预处理电解液中，恒流通电；

(2)电化学氧化：以预处理后的铅合金板栅为阳极，铅板为阴极，浸入电化学氧化电解液中进行电化学氧化处理，在铅合金板栅表面形成包含二氧化铅的氧化膜；