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鉛酸蓄電池電沉積板柵制造技術(shù)與設(shè)備

 
近年來(lái)我國(guó)蓄電池行業(yè)在板柵輕量化方面,取得了許多成果,已經(jīng)工業(yè)化的方法有拉網(wǎng)板柵、沖壓板柵。已在少量試產(chǎn)的有導(dǎo)電塑料板柵、鍍鉛銅板柵、不溶性陽(yáng)極板柵、鉛布(在玻璃絲表面包彼鉛或鉛合金后編成布)板柵、鉛合金與陶瓷復(fù)合的板柵等,這些成果在電池生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用還有段道路要走,目前尚未批量生產(chǎn)。
最近國(guó)外有一種全新的板柵制造技術(shù)一一電沉積法(DSL) ,這是板柵生產(chǎn)的新方法。
主要設(shè)備之一是電沉積用的電解槽與預(yù)制要鍍的原始板柵基板。原始板柵基板通過(guò)電沉積可以生產(chǎn)單一內(nèi)芯與不同復(fù)合芯層的板柵,F(xiàn)將電沉積法生產(chǎn)板柵的方法介紹如下。
(1)電沉積法(DSL)制造板柵的工藝過(guò)程及原理
,在原始“板柵”基板上進(jìn)行電沉積形成所需板柵,從電沉積槽中取出陰極板柵即可。
在含鉛鹽的電解液中,以鉛(合金)作陽(yáng)極(電解中消耗),陰極表面有(嵌人)一個(gè)預(yù)制的導(dǎo)電的原始“板柵”基板,電流通過(guò)時(shí),陽(yáng)極溶下的鉛(合金)被電沉積(電鍍)在陰極的原始“板柵”基板上,達(dá)到一定厚度的沉積層后,取下原始基板。這生產(chǎn)線由一組電解槽集成,每一個(gè)槽都有固定的陽(yáng)極(鉛、合金),被鍍(沉積)的陰極是轉(zhuǎn)動(dòng)的,由一槽至另一槽,直到達(dá)到一定電沉積層厚度為止。由于電沉積過(guò)程電流分布不同,在板柵邊框沉積的電流密度高,因此邊框增厚要快,邊框厚度正是板柵整體所需的剛度要求,有利于支撐活性物質(zhì)。還可以通過(guò)控制電沉積來(lái)改變板柵表面的粗糙度,使板柵與活性物質(zhì)結(jié)合起來(lái)更為牢靠與緊密。這便是這種方法優(yōu)越性的突出點(diǎn):能夠生產(chǎn)出電流分布優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的板柵形狀。實(shí)際上只要選擇不同板柵形狀的原始板柵基板,就可以生產(chǎn)出特殊用途所需形狀的板柵,這種方法使得改進(jìn)設(shè)計(jì)不同形狀的板柵變得很容易。這種方法生產(chǎn)速度并不低,每套設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)80-100片板柵。
(2)鉛酸蓄電池利用電沉積(DSL )生產(chǎn)復(fù)合板柵的新方法
電沉積復(fù)合板柵由不同成分、不同性質(zhì)的電沉積層所組成,這些電解槽內(nèi)安排不同的電解液配方,并且也可以改變電沉積電流,在連續(xù)過(guò)程中可以得到不同組成的電沉積層。這種生產(chǎn)多層復(fù)合板柵的方法,能使板柵材料獲得某些特殊性質(zhì)。利用電沉積法(DSL)可以制成芯層堅(jiān)硬導(dǎo)電性?xún)?yōu)異、中間導(dǎo)耐腐性好的結(jié)構(gòu),最外層是與活性物質(zhì)緊密貼合層。在電沉積法(DSL)生產(chǎn)板柵過(guò)程中,電沉積方法可以通過(guò)改變沉積條件來(lái)改變電沉積板柵的微觀結(jié)構(gòu)(結(jié)晶顆粒大小、形狀與晶相組織等), 改變電解液組成,改變?cè)肌鞍鍠拧被,改變各槽電解電流大小與電沉積的電流密度等參數(shù),可得到不同性能的復(fù)合材料板柵。通常用加入TIO2、AI2O2、CU 等彌散相,可提高板柵的強(qiáng)度,Cu 具有很高的硬化效率,用作復(fù)合板柵或單一板柵的原始“板柵”的基板。也可在預(yù)制陽(yáng)極合金中加入Sn ,它在電沉積過(guò)程中會(huì)溶人電解液,或直接加人電解液,其質(zhì)量可達(dá)到0.3%-1.5%不等,其Sn 量控制,應(yīng)根據(jù)最小析氣量,最小腐蝕率與最低成本綜合考慮來(lái)確定。電沉積法(DSL)是一種板柵生產(chǎn)新方法,與傳統(tǒng)制造板柵工藝相比,具有下列優(yōu)勢(shì):a .板柵質(zhì)量輕,對(duì)提高電池比能量、比功率有優(yōu)勢(shì);b .通過(guò)改變電解液組成或者改變?cè)肌鞍鍠拧被,可得到不同性質(zhì)、不同形狀的板柵。在添加不同彌散相后可得到許多需要提高的力學(xué)性能、耐腐性等優(yōu)異性能,是一種較為先進(jìn)的板柵生產(chǎn)新工藝。

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