[发明专利]轻质双极性铅酸电池板栅及其制备方法

说明书

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种轻质双极性铅酸电池板栅及其制备方法，所述的轻质高性能双极性板栅，是由四氧化三铅和碳酸钡通过高温合成的铅酸钡粉末，同时与气相二氧化硅及稀土氟化物烧结压制后经阴极极化处理而成。本发明所述的轻质高性能双极性板栅，密度为铅合金板栅的35％，且电阻率低，同时板栅表面可实现与活性物质的电子和物理连接，提高了双极性电池的重量比能量和功率特性。

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种轻质双极性铅酸电池板栅及其制备方法。

背景技术

传统铅酸蓄电池技术成熟，成本低，但一直存在着重量比能量较低的缺点，使其在某些领域的应用受到限制。双极性铅酸电池采用双极性结构，与传统电池相比，铅耗量少、重量轻，体积小，高能量密度、质量功率密度，价格便宜，容易回收等特点，为铅酸蓄电池作为新能源汽车尤其是混合动力汽车的动力电源，提供了广阔的发展空间。铅合金板栅具有导电性好，与活性物质在固化过程容易产生腐蚀层，提高板栅与活性物质的电子连接和机械连接，综合电性能优异，但该方法用铅大，电池的质量比能量小，限制了在众多领域的应用。文献报道的氧化钛陶瓷材料成本较高，导电塑料电阻率大，硅晶体基体板栅受国外技术保护。

铅酸钡(BaPbO₃)是一种功能材料，起到对活性物质利用率和化成效率具有明显提高作用。BaPbO₃作为一种导电陶瓷，具有金属导电特性，电阻率小于10^-2Ω·cm，且具有高温PTC 特性，是一种新型的导电材料，其应用领域不断扩大，现在已经涉及电子，机械，化工，航天，通讯和家用等领域，但铅酸钡的合成，特别对于其板材的成形工艺以及如何提高铅酸钡板栅与铅膏的结合方面目前没有可借鉴的经验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种轻质双极性铅酸电池板栅及其制备方法，通过合成铅酸钡粉末后与添加剂进行烧结，最后通过阴极极化沉积铅层的办法，实现了板栅的轻质化，低电阻的特点，解决了铅酸钡板材成形和板栅与铅膏的结合。

本发明所述的轻质双极性铅酸电池板栅，包括以下质量百分比的原料：

铅酸钡粉末(BaPbO₃)96-100％，气相二氧化硅(SiO₂)0-3％，稀土氟化物0-1％。

稀土氟化物为氟化镱或氟化镧中的一种或两种。

所述的轻质双极性铅酸电池板栅，由中间厚度为0.5mm-1mm的基底和四周厚度为5mm-10mm的密封边框组成。

本发明所述的轻质双极性铅酸电池板栅的制备方法，将铅酸钡粉末、气相二氧化硅以及稀土氟化物烧结压制后经电化学阴极极化处理而成。

优选地，所述的轻质双极性铅酸电池板栅的制备方法，包括以下步骤：

采用碳酸钡与四氧化三铅(红丹)合成铅酸钡粉末，粉碎研磨后加入气相二氧化硅和稀土氟化物，混合均匀后利用压力模具对板栅塑形，然后进行烧结，烧结完成后，进行阴极极化处理，处理完成后进行进行循环伏安表面活化，再经水洗、防氧化处理、自然风干后制得。

进一步优选地，所述的轻质双极性铅酸电池板栅的制备方法，包括以下步骤：

将碳酸钡、四氧化三铅(红丹)以及气相二氧化硅和稀土氟化物，研磨混合均匀后利用压力模具对板栅塑形，然后进行烧结，烧结完成后，进行阴极极化处理，处理完成后进行进行循环伏安表面活化，再经水洗、防氧化处理、自然风干后制得。

优选地，以摩尔比计，按Ba:Pb＝3-7:2-6的比例将碳酸钡和四氧化三铅混合，研细并混合均匀，在空气气氛及900-1100℃下反应4-6小时，合成铅酸钡粉末。

优选地，压力模具合模压力值为0.5-1MPa，材质为不锈钢。