本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池，具體涉及一種輕量型正極板柵的制造工藝。

背景技術(shù)：

1、gb17761-2018《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》新國標的發(fā)布，對電動自行車提出了更高的要求，裝配完整的電動自行車的整車質(zhì)量小于或等于55kg，蓄電池標稱電壓小于或等于48v。因而，對電動自行車用鉛酸蓄電池的要求更加苛刻，整車12v電池數(shù)量僅限4只，重量還必須更輕，消費者對續(xù)航或容量的要求只會更高，對蓄電池技術(shù)的提升提出了巨大的挑戰(zhàn)。鉛酸蓄電池的重量70％左右在于用鉛量，活性物質(zhì)用量的減少有限，板柵的輕量化技術(shù)就成為重中之重。

2、傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池板柵通過模具重力澆鑄成型，沖壓板柵則通過反復碾壓制成鉛帶，再通過模具沖切成所需要的板柵，板柵輕、成本低。板柵沖壓技術(shù)具有能耗低、可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)、一致性高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。負極板柵合金簡單，很容易實現(xiàn)沖壓技術(shù)，但正極板柵的沖壓卻存在不少問題。

3、電動自行車用鉛酸蓄電池正極板柵合金一是采用鉛鈣合金，但鉛鈣合金正極板柵采用沖壓技術(shù)，經(jīng)過反復碾壓以及沖切，表面過于光滑，不利于與活性物質(zhì)之間形成良好的結(jié)合力，出現(xiàn)高電阻層的幾率增大。二是采用高銻合金，板柵具有良好的鉛膏結(jié)合力，但高銻合金用于電動自行車用動力電池容易負極析氣，電池因產(chǎn)氣過多而失水嚴重，嚴重的甚至造成熱失控。三是采用低銻合金。關(guān)于低銻板柵的成果，cn201710459061.8公開了《一種動力電池用鉛銻稀土合金》發(fā)明專利，合金含量為銻1.2-1.8％，硒0.02-0.08％，錫0.3-0.8％，銀0.02-0.05％，鑭0.008-0.02％，釔0.005-0.01％，鉍0.01-0.04％，其余為鉛，該發(fā)明的鉛銻稀土合金流動性好、耐腐蝕性強、抗蠕變性能好、銻不易流失，采用澆鑄法生產(chǎn)的板柵無氣孔及脆裂等缺陷，可以解決結(jié)合力不佳及析氣過多的問題，但正極板柵沖壓成型時容易產(chǎn)生脆裂，報廢率明顯提高，大大增加了制造成本，降低了生產(chǎn)效率。

4、由于以上原因，給輕量型板柵的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展帶來了巨大困難，很多企業(yè)仍然保守采用澆鑄法生產(chǎn)正極板柵，也有一些企業(yè)大膽嘗試各種板柵表面處理方法。cn201610590038.8公開了《一種鉛酸蓄電池板柵表面處理方法》，包括對板柵進行清洗、采用輝光放電裝置對清洗后的板柵的表面進行等離子放電處理等步驟，通過采用等離子放電處理在板柵的表面形成氮氧化膜，在不改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的情況下，有效的提高了鉛膏等電極活性材料與板柵的結(jié)合力，能夠提高板柵與鉛膏的結(jié)合力。但這種方法需要投資等離子放電設(shè)備、壓縮空氣、超聲波設(shè)備等，且不能保證板柵的表面結(jié)構(gòu)完全不受破壞，有一定的風險性。進一步地，cn202311701698.5公開了《一種鉛酸蓄電池板柵腐蝕劑配方及其配置方法》，配方包含純水、硅酸鈉、冰乙酸、雙氧水、小蘇打、碳酸銨，在涂膏前將配方液體涂抹在板柵表面，常溫無光照密閉靜置，加速表面鉛(鉛合金)腐蝕，可以加速板柵表面腐蝕形成堿式碳酸鉛，晶體層厚度均勻，生長在板柵表面，與板柵鉛(鉛合金)貼合緊密，由此生成的腐蝕層與板柵合金接觸好，分層不明顯，充放電時電流密度分布均勻，鉛膏與板柵結(jié)合力好，電池使用壽命提高。該配方中所有添加物以及生成物在后續(xù)電池制造中會揮發(fā)、分解或不會對電池性能產(chǎn)生負面影響，但實施效果可能沒有預想的那么明顯。

5、如何實現(xiàn)正極板柵的輕量化，采用先進的板柵沖壓技術(shù)替代傳統(tǒng)的澆鑄工藝，且解決澆鑄轉(zhuǎn)沖壓帶來的板柵與活性物質(zhì)間界面結(jié)合力的問題，及低銻合金的沖壓成型脆裂的報廢率高的問題，是電動自行車用鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域正在面臨的巨大難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種輕量型鉛酸蓄電池正極板柵的制造工藝，該工藝能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)正極板柵的輕量化，同時提高板柵與活性物質(zhì)的結(jié)合力，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種輕量型正極板柵的制造工藝，包括以下步驟：

4、s1、采用鉛鈣稀土合金作為正極板柵材料，通過沖壓成型得到初步板柵；

5、s2、對沖壓成型的板柵進行時效硬化處理；

6、s3、對時效硬化后的板柵進行表面處理，具體步驟包括：

7、以1m/min的速度勻速移動板柵，經(jīng)過1m長的甲磺酸槽進行浸洗；

8、將浸洗后的板柵依次經(jīng)過三道1m長的純水槽進行上下噴淋清洗，并經(jīng)過吸水棉吸水干燥；

9、對清洗干凈的板柵表面進行鉛銻合金電沉積處理，具體步驟包括：將板柵經(jīng)過3m長的導電槽進行電沉積，電沉積后依次經(jīng)過四道1m長的純水槽進行上下噴淋清洗，并再次經(jīng)過吸水棉吸水干燥；

10、s4、將電沉積處理后的板柵經(jīng)過1m長的烘烤爐進行高溫干燥后收料成卷。

11、作為本發(fā)明進一步的方案：所述鉛銻電沉積配方包含：171g/l酒石酸銻鉀、165g/l酒石酸、100ml/l苯磺酸、68.63g/l堿式碳酸鉛。

12、作為本發(fā)明進一步的方案：所述甲磺酸槽中的甲磺酸濃度為70％，酸洗時間為1min～2min。

13、作為本發(fā)明進一步的方案：所述電沉積處理中，電沉積電流密度為0.30a/dm2～2.0a/dm2，電沉積時間為1～3min。

14、作為本發(fā)明進一步的方案：陽極板為pb-sb合金鉛帶，陰極與陽極間距為10mm～15mm。

15、作為本發(fā)明進一步的方案：所述烘烤爐的烘烤干燥溫度設(shè)置為110±10℃，烘烤干燥時間為1min～3min。

16、作為本發(fā)明進一步的方案：在電沉積處理前，還可以對板柵進行額外的預處理步驟，采用糖堿溶液浸泡或碳酸鈉電解液電解處理，以增強板柵表面的粗糙度，提高電沉積效果。

17、本發(fā)明的有益效果：板柵處理工藝既能實現(xiàn)正極板柵的高效率沖壓，沒有高銻合金板柵電池的失水過量問題，又解決了無銻效應的早期容量損失問題。工藝上增加的表面處理工序?qū)崿F(xiàn)簡單，增加成本非常有限，主要在于多級漂洗用水量的增加，與響應新國標輕量化帶來的經(jīng)濟效益相比，可以忽略不計，企業(yè)能夠賣出更多的電動自行車，且實現(xiàn)更少的退貨率。

技術(shù)特征：

1.一種輕量型正極板柵的制造工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量型正極板柵的制造工藝,其特征在于，所述鉛銻電沉積配方包含：171g/l酒石酸銻鉀、165g/l酒石酸、100ml/l苯磺酸、68.63g/l堿式碳酸鉛。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量型正極板柵的制造工藝,其特征在于，所述甲磺酸槽中的甲磺酸濃度為70％，酸洗時間為1min～2min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量型正極板柵的制造工藝,其特征在于，所述電沉積處理中，電沉積電流密度為0.30a/dm2～2.0a/dm2，電沉積時間為1～3min。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輕量型正極板柵的制造工藝,其特征在于，陽極板為pb-sb合金鉛帶，陰極與陽極間距為10mm～15mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量型正極板柵的制造工藝,其特征在于，所述烘烤爐的烘烤干燥溫度設(shè)置為110±10℃，烘烤干燥時間為1min～3min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量型正極板柵的制造工藝,其特征在于，在電沉積處理前，還可以對板柵進行額外的預處理步驟，采用糖堿溶液浸泡或碳酸鈉電解液電解處理，以增強板柵表面的粗糙度，提高電沉積效果。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種輕量型正極板柵的制造工藝，包括以下步驟：采用鉛鈣稀土合金作為正極板柵材料，通過沖壓成型得到初步板柵；對沖壓成型的板柵進行時效硬化處理；對時效硬化后的板柵進行表面處理。將電沉積處理后的板柵經(jīng)過1m長的烘烤爐進行高溫干燥后收料成卷。板柵處理工藝既能實現(xiàn)正極板柵的高效率沖壓，沒有高銻合金板柵電池的失水過量問題，又解決了無銻效應的早期容量損失問題。工藝上增加的表面處理工序?qū)崿F(xiàn)簡單，增加成本非常有限，主要在于多級漂洗用水量的增加，與響應新國標輕量化帶來的經(jīng)濟效益相比，可以忽略不計，企業(yè)能夠賣出更多的電動自行車，且實現(xiàn)更少的退貨率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉艷娜,丁平,段玉娟,苑景春
受保護的技術(shù)使用者：杭州華宇新能源研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30