一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料及其制备方法与应用，包括黄铜基片与设于黄铜基片表面的含铅电镀层，该含铅电镀层包括铅镀层、铅锡镀层或铅锑镀层中的一种；制备方法包括首先将黄铜基片依次进行化学除油、除锈、活化后，得到预处理黄铜基片，再将预处理黄铜基片置于电镀液中进行电镀镀层，干燥后即得到栅板材料。与现有技术相比，本发明专利技术采用黄铜作为铅酸电池中轻质金属板栅基底材料，黄铜具有良好的力学性能，导电率高，热态和冷态下塑性较好，但易产生腐蚀破裂，但经表面电镀铅及铅合金镀层后，可有效保护黄铜基底在硫酸等酸性电解液中不被腐蚀，提高栅板的耐腐蚀性，延长了板栅寿命，并保证较长的电池使用时间。并保证较长的电池使用时间。

【技术实现步骤摘要】
一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于铅蓄电池制备
，涉及一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]铅酸蓄电池具有运行安全性高、性价比高、可靠性高、回收利用率高(>99％)、市场容量大等优点，其市场规模远远超过其他各种类型电化学电池的总合。尽管铅酸电池技术已经经历了150多年的发展，相比其它电池如锂离子电池，依然具有能量密度较低以及循环次数较少的缺点。因此铅酸电池的轻量化以及增加其能量密度同时提高循环次数，依然是当前铅酸电池技术的重要发展方向。目前，商业化的铅酸电池大多用的是铅或铅合金板栅。由于铅金属的比重很大(11.3g
·
cm
‑3)，造成了铅酸电池有相当一部分的重量来自于铅板栅。
[0003]铅酸电池板栅的主要作用是支撑活性物质，传导电流并使电流分布均匀。因此板栅材料的选择对电池的性能和寿命有着极大的影响。传统铅酸电池之所以用纯铅或铅合金(组分中绝大部分是铅，只有很小一部分是其它金属，如Ca等)，是因为其与铅氧化还原电对(Pb/PbSO4负极和PbSO4/PbO2正极)的兼容性以及稳定性较好。然而，为了提高铅酸电池的能量密度，一个长期以来的追求目标就是用其它轻质导电材料来取代铅板栅以实现铅酸电池的轻量化。因此，发展轻量化的板栅材料对铅酸蓄电池整体的轻量化有重要的意义。
[0004]目前，研究最多的轻量化板栅主要分为轻质金属板栅、轻质合金板栅和镀层板栅。但是，这些轻质板栅在使用过程中很容易被腐蚀甚至失效。在轻型基体材料上电镀铅或铅锡合金镀层，可以替代传统铅基合金作为铅酸蓄电池的板栅材料，从而提高铅酸蓄电池的比能量。轻型金属及其合金作为铅酸电池负极板栅过电位小，反应过程中电流密度合理，活性物质能够较大程度参与反应，具有较优的放电性能。轻型金属板栅用于电池负极可以降低电池内阻，改善低温性能，减轻板栅质量，提高输出功率。其固定用铅蓄电池也将具有广泛的应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是提供一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料及其制备方法与应用，用于解决现有蓄电池栅板材料耐腐蚀性较差的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料，包括黄铜基片与设于黄铜基片表面的含铅镀层，所述的含铅镀层包括铅镀层或铅锡镀层中的一种。
[0008]进一步地，所述的黄铜基层中，铜含量为60.5
‑
70wt％，杂质含量为0.3
‑
0.5wt％，余量为锌。
[0009]进一步地，所述的黄铜基层中，所用黄铜为H62黄铜、H65黄铜或H68黄铜中的至少一种。
[0010]进一步地，所述的含铅镀层的厚度为10
‑
110μm。
[0011]更进一步地，所述的含铅镀层的厚度为20
‑
60μm。
[0012]进一步地，所述的铅锡镀层中，锡含量不高于40wt％，铅含量为60
‑
100wt％。
[0013]一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)将黄铜基片依次进行化学除油、除锈、活化后，得到预处理黄铜基片；
[0015]2)将预处理黄铜基片置于电镀液中进行电镀镀层，干燥后即得到所述的栅板材料。
[0016]进一步地，步骤1)中，所述的化学除油为：在50
‑
60℃下，将清洗后的黄铜基片浸于除油剂中2
‑
7min；其中，所述的除油剂包括以下组分及重量百分含量：焦磷酸钠2
‑
4％、椰子油二乙醇胺10
‑
15％、二乙醇胺4
‑
6％、二乙二醇3
‑
5％、壬基酚聚氧乙烯醚3
‑
5％、聚醚改性的有机硅(优选为江西海多化工有限公司生产的H
‑
204型聚醚改性硅油)0.1
‑
0.5％、水53
‑
56％；
[0017]所述的除锈为：将除油后的黄铜基片浸于45
‑
55wt％盐酸中1
‑
5min；
[0018]所述的活化为：将除锈后的黄铜基片浸于5
‑
15wt％硫酸中3
‑
8min。
[0019]进一步地，步骤2)中，当所述的含铅镀层为铅镀层时，电镀液包括以下组分：95
‑
120g/L Pb
2+
(以铅盐的形式加入)，110
‑
160g/L游离酸，1
‑
5g/L间苯二酚，0.5
‑
1.5g/L明胶；电镀条件包括：电镀温度为室温，电流密度为2.5
‑
3A/dm2，电镀时间为25
‑
30min；
[0020]当所述的含铅镀层为铅锡镀层时，电镀液包括以下组分：15
‑
109g/L Pb
2+
(以铅盐的形式加入)，5.5
‑
35g/L Sn
2+
(以锡盐形式加入)，50
‑
160g/L游离酸，1
‑
5g/L间苯二酚，0.5
‑
1.5g/L明胶；电镀条件包括：电镀温度为室温或35℃，电流密度为2.5
‑
3A/dm2，电镀时间为25
‑
30min；或者，
[0021]当所述的含铅镀层为铅锡镀层时，电镀液包括以下组分：44
‑
90g/L Pb
2+
，8.5
‑
35g/L Sn
2+
，130
‑
180g/L柠檬酸铵，100
‑
150g/L醋酸铵，20
‑
50g/L硼酸，1
‑
5g/L间苯二酚，0.5
‑
1.5g/L明胶；电镀条件包括：电镀温度为室温，电流密度为2.5
‑
3A/dm2，电镀时间为25
‑
30min。
[0022]更进一步地，Pb
2+
以铅盐的形式加入，所述的铅盐包括氟硼酸铅、甲基磺酸铅、柠檬酸铅或氨基磺酸铅中的至少一种；Sn
2+
以锡盐的形式加入，所述的锡盐包括氟硼酸亚锡、甲基磺酸亚锡、氨基磺酸亚锡或氯化亚锡中的至少一种；
[0023]所述的游离酸为与金属盐相对应的氟硼酸、甲基磺酸、氨基磺酸或醋酸中的一种或两种。
[0024]一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料的应用，具体的，所述的栅板材料用作铅酸蓄电池的板栅材料。
[0025]本专利技术通过电镀方法在黄铜基体上沉积出的铅及铅合金，相比于其他方法，本专利技术所制备的板栅性能要优越很多。根据电极过程定律，铅和锡在常温下的析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料，其特征在于，该栅板材料包括黄铜基片与设于黄铜基片表面的含铅镀层，所述的含铅镀层包括铅镀层或铅锡镀层。2.根据权利要求1所述的一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料，其特征在于，所述的黄铜基层中，铜含量为60.5
‑
70wt％，杂质含量为0.3
‑
0.5wt％，余量为锌。3.根据权利要求2所述的一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料，其特征在于，所述的黄铜基层中，所用黄铜为H62黄铜、H65黄铜或H68黄铜中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料，其特征在于，所述的含铅镀层的厚度为10
‑
110μm。5.根据权利要求4所述的一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料，其特征在于，所述的含铅镀层的厚度为20
‑
60μm。6.根据权利要求1所述的一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料，其特征在于，所述的铅锡镀层中，锡含量不高于40wt％，铅含量为60
‑
100wt％。7.如权利要求1至6任一项所述的一种含铅镀层黄铜基蓄电池栅板材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将黄铜基片依次进行化学除油、除锈、活化后，得到预处理黄铜基片；2)将预处理黄铜基片置于电镀液中进行电镀镀层，干燥后即得到所述的栅板材料；步骤2)中，当所述的含铅镀层为铅镀层时，电镀液包括以下组分：95
‑
120g/L Pb
2+
，40
‑
60g/L游离酸，1
‑
5g/L间苯二酚，0.5
‑
1.5g/L明胶；电镀条件包括：电镀温度为室温，电流密度为2.5
‑
3A/dm2，电镀时间为25
‑
30min；当所述的含铅镀层为铅锡镀层时，电镀液包括以下组分：44
‑
90g/L Pb
2+
，8.5
‑
35g/L Sn
2+
，40
‑
60g/L游离酸，1
‑
5g/L间苯二酚，0.5
‑
1.5g/L明胶；电镀条件包括：电镀温度为室温，电流密度为2.5
‑
3A/dm2，电镀时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振卫，罗钰婷，杨彤，刘晓东，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：