[发明专利]钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池及其制备方法

说明书

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池及其制备方法，正极采用钛基或铝基二氧化铅多孔电极，负极采用铜基或铅基镀铅电极，电解液为含有木素磺酸钠和氟化镝的硫酸溶液，隔板采用薄型玻璃纤维AGM材料。本发明所述的钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池，具备一般铅酸电池的电化学特性，且具有长寿命高功率的特点，特别是与传统铅酸电池制造工艺相比，取消了铅粉制备，铅膏制备，涂板，固化和化成的工序，降低了设备投入，大大减少了与重金属铅的接触环节，改变了铅酸电池的传统制造工艺和流程。

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池作为一种传统的二次化学电源，在储能，动力，起停等诸多应用领域正在不断被锂离子电池和燃料电池等新兴化学电源挤占。特别是随着锂离子电池每安时制造成本的进一步压缩以及人们的认识问题，铅酸电池似乎逐步丧失其固有的价格优势，且进一步凸显了锂离子电池不断提高的性价比。但在化学电源市场中铅酸电池市场份额最大，使用范围最广，在较长时期内尚难被其他新型电源替代。但存在明显的劣势，如质量比能量低，体积大，功率性能差和循环寿命短。更为严重的是铅的大量使用，对环境和资源造成十分不力的影响。在铅酸蓄电池的制造过程中，需要专门的铅粉制备，铅膏制备，板栅制造，铅膏的涂填，固化和化成等工序，涉铅环节多，投资成本高，环境保护压力大。此外，铅酸蓄电池板栅传统的网格结构，管式结构(管式正极)均需要较厚的电极，从而保证足够的活性物质量；而电极厚度越大，不但用铅量大，降低电池的重量比能量，而且电极不同部位的电流电位分布以及电极不同深度的活性物质利用率会出现较大差异，影响电池整体的功率特性。

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，提供一种钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池及其制备方法，通过采用在钛箔或铝箔上沉积二氧化铅作为正极，在铜箔或铅箔上电镀铅作为负极的方法，实现了铅酸电池用铅量少，寿命长，功率性能显著提高的效果。

本发明所述的钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池，正极采用钛基或铝基二氧化铅多孔电极，负极采用铜基或铅基镀铅电极，电解液为含有木素磺酸钠和氟化镝的硫酸溶液，隔板采用薄型玻璃纤维AGM材料。

所述的钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池，其组装过程如下：将n片正极与n+1片负极交叉摆放，其中n为30-300的整数，一片正极和一片负极之间放入一片隔板，正负极上均设有板耳，通过连接螺丝分别将正、负极板耳相连后，放入电池槽中，最后注入配制好的电解液，完成组装。其中正、负电极的数量根据容量和设计需要可灵活变化。

所述的钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池，钛基或铝基二氧化铅多孔电极的制备方法如下：

钛箔或铝箔→热碱超声除油→去离子水清洗→浸泡混合酸去除氧化层→去离子水清洗→盐酸刻蚀→去离子水清洗→二氧化锡/锑基底涂覆→热氧化→电镀法沉积二氧化铅层→去离子水清洗→干燥(≥80℃)→钛基或铝基二氧化铅多孔电极。

钛箔或铝箔的厚度为0.2mm，长宽根据实际需要裁切，呈长方形，钛箔或铝箔的上方预留有宽度为10mm，高度为15mm，内部有直径为6mm圆孔的板耳。此外在制备钛基二氧化铅电极过程中，为防止翘曲和变形，钛箔或铝箔的底边和两侧边框使用塑料框固定定形，组装电池时去掉。

所述的钛/铜基长寿命高功率铅酸蓄电池，铜基或铅基镀铅电极的制备方法如下：

铜箔或铅箔→热碱超声除油→去离子水清洗→浸泡混合酸去除氧化层→去离子水清洗→电镀铅→去离子水清洗→热水洗(≥60℃)→干燥(≥80℃)→铜基或铅基镀铅电极。

铜箔或铅箔厚度为0.1mm，长宽根据实际需要裁切，呈长方形，铜箔或铅箔的上方预留有宽度为10mm，高度为15mm，内部有直径为6mm圆孔的板耳。此外在制备铜箔或铅箔镀铅负极过程中，为防止翘曲和变形，铜箔或铅箔的底边和两侧边框使用塑料框固定定形，组装电池时去掉。