[发明专利]一种增强型含炭材料的集流体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增强型含炭材料的集流体，所述集流体的材料包括含炭材料，所述含炭材料作为基材，基材上直接电镀导电金属镀层，所述含炭材料基材经过浸渍及石墨化处理。本发明增强型含炭材料的集流体及其制备方法，该集流体采用含炭材料作为基材，对该基材通过浸渍方法减少基材孔度，提高密度，从而增加抗压强度，降低电阻率，改变理化性能，然后再在该基材表面直接电镀镀层，由于浸渍方法的处理，无需再镀过渡层，电镀目标导电材料后，可以作为正极或者负极集流体，采用此含炭材料以及方法制得的集流体，其化学性能较强，使用寿命较长。

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，具体是涉及一种增强型含炭材料的集流体及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池自诞生以来，以其高的性价比、高的安全可靠性及可回收特性得到了广泛的发展，并且在电动车、通信领域得到了较好的应用。但是，传统铅酸蓄电池由于采用重金属铅，电池重量和体积都较大，严重影响了其在很多领域的应用。

为了解决这一问题，许多技术人员为此付出了巨大努力，采用了各种不同的方法来解决这个问题。很多技术人员在蓄电池正、负板栅(集流体)方面，考虑采用其它耐腐蚀合金来替代正、负极铅合金。有技术人员采用金属钛来替代铅合金，但是由于钛金属价格很高，并且，由于钛金属或者合金表面与铅结合不牢固，导致寿命无法保证，也基本没有人真正应用到产品上。在大型电池上有人采用铜板栅电镀铅和铅锡合金作为负极板栅(集流体)用，但是，铜的密度大、价格高，只有在不考虑成本的应用得到了使用(潜艇电池)，而且也不能应用于正极。

有技术人员采用轻金属铝作为基体，电镀铅或者锡等耐腐蚀材料，制作板栅，但是，由于电镀层总会有缺陷存在，而铝在酸性条件和碱性条件下都会溶解出来，对集流体和活性物质结构带来不利影响，没有实现生产。

也有技术人员采用塑料表面电镀铅合金来代替铅合金，由于普通塑料不导电，塑料电镀铅合金难度也是比较大，需要在塑料表面修饰过渡层，过渡层金属往外采用镍、铜等溶液在塑料表面形成覆盖的材料，但是往外不能适用于铅酸蓄电池等有腐蚀电解液的体系。另外，镀层需要有一定厚度才能起到良好导电的结果。因此，有技术人员尝试采用导电塑料，但是导电塑料导电能力也十分有限，况且价格较高，导致这一技术路线也以失败告终。

也有技术采用亚氧化钛或者石墨等材料与塑料混合制作成为集流体骨架，再进行表面电镀，形成导电层，但是，由于塑料基本不具备导电作用，而混入的导电材料不能形成导电网络，只有微弱的导电作用，电镀很难进行，甚至需要化学镀过渡层等方式先形成导电，然后再进行目标材料的电镀。实际相当于塑料表面进行导电性的表面修饰，过渡层一般采用镍、铬、铜等表面处理，显然含有这些元素的镀层对电池是不利的。

公开号为CN107069106A的发明专利公开了正极片、负极片由高强度导电纤维丝编织而成的网片作为底板，在正负极底板上分别涂布有正极活性物质和负极活性物质，高强度导电纤维丝为玻璃纤维、碳纤维、金属丝中的一种或几种，该专利公开的是一种编织板栅，但是编织板栅在纤维丝的选择过程中要求其具有高导电性，极板材料使用导电性好的高强度纤维材料编织而成的网片状材料作为极板的基材，在基材之上均匀涂布电池活性物质，由于高强度纤维材料编织而成的网片状材料作为极板的基材其表面积相对于同面积的铅板要大得多，提高了基材与涂布于其上的电池活性物质之间的导电性以及附着力，极板的强度较原来的铅箔有大幅度地提高，并且较原来的铅箔极板加工容易，但是其选择的编织材料在导电性能上难以得到保证，虽然活性物质可以与编织物具有良好的固着牢度，但是在使用过程中，无法避免电阻过大所带来的热的产生，电池在高温条件下的使用稳定性降低。

因此，设计一种新型集流体就显得尤为重要了，使之既能减轻蓄电池正负板栅的质量，又能增强集流体骨架强度、方便电镀目标镀层，还能增强化学性能。

发明内容