[发明专利]一种铅蓄电池板栅及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铅蓄电池板栅及其制备方法。所述铅蓄电池板栅，包括边框和边框内由筋条交织形成的呈网状结构的主体部分，所述筋条由碳纤维丝和铅丝复合形成，所述边框由铅合金铸造形成。所述制备方法包括以下步骤：(1)将碳纤维丝和铅丝复合，制成纱线；(2)利用纱线织成网状结构，裁剪获得板栅的主体部分；(3)利用铸造制得边框，铸造过程中将所述主体部分置于上模和下模之间，并且边缘伸入模腔内，使主体部分与边框固定连接。本发明铅蓄电池板栅耐腐蚀、重量轻、生产工艺过程简单，制成的铅蓄电池相较于现有技术其容量和循环寿命均没有降低，甚至还有所提高，符合当前铅蓄电池向着高功率、节能环保方向发展的趋势。

技术领域

本发明涉及铅蓄电池生产技术领域，特别是涉及一种铅蓄电池板栅及其制备方法。

背景技术

铅蓄电池至今已有150余年的历史，且应用领域非常广泛。近些年，电动车凭其较好的代步性能、较低的存放场地要求和出色的价格优势在我国迅猛发展，得益于此，蓄电池产业也得到了迅速的发展。

铅蓄电池属于可逆直流电源，可将化学能转变为电能，同时也可将电能转变为化学能。铅蓄电池主要由电解液、槽盖以及极群组成，铅蓄电池的电解液为硫酸溶液，其中极群主要由正极板、负极板和隔板组成，隔板主要起到储存电解液，作为氧气复合的气体通道，起到防止活性物质脱落以及正、负极之间短路的作用。

在蓄电池生产加工过程中，板栅作为铅膏的载体和导体，铅膏只有填涂在板栅上经过固化干燥后才能成为极板，而极板却是铅蓄电池的核心，板栅犹如骨架，对整个极板的强度和使用寿命都有直接的影响。

铅蓄电池板栅对极板具有分流作用，使得电流均匀分布到活性物质中，而且对电流的传导体起着集流、汇流和输流的作用，因此铅蓄电池板栅是决定电池性能的关键性因素。铅蓄电池板栅的生产方式有很多种，目前主要是采用铅钙合金和铅钙锡铝银稀土合金制备，但是铅钙合金强度差，铸造困难，尤其是阳极氧化过程中生长的高阻抗钝化膜极大地影响着电池的深充放电循环能力，使板栅的应用带来了困难。而铅钙锡铝银稀土合金在凝固时易热裂，合金的流动性差。因此板栅设计要综合考虑铅蓄电池的用途、铸造水平、模具制造能力、筋条结构及筋条间距的要求及影响。由于铅具有密度大的劣势，则铅蓄电池在功率密度和比能量方面相对较低，而采用铅材料制备的非活性部件的板栅，使得铅蓄电池的比能量进一步降低。

发明内容

本发明针对现有技术中铅钙合金和铅钙锡铝银稀土合金制成的板栅存在的不足，提供了一种强度大、模量高、密度低、比能量高和耐腐蚀性好的铅蓄电池板栅。

一种铅蓄电池板栅，包括边框和边框内由筋条交织形成的呈网状结构的主体部分，所述筋条由碳纤维丝和铅丝复合形成，所述边框由铅合金铸造形成。

所述筋条以碳纤维丝作为芯线，铅丝作为外包线，铅丝螺旋缠绕在碳纤维丝上。将铅丝作为外包线，铅丝将碳纤维包覆在里面，因此铅丝覆盖在板栅的外表面，在制作铅蓄电池的极板时板栅外表面的铅丝和铅膏有很好的结合力。

所述筋条由铅丝和碳纤维丝双向缠绕形成。

所述筋条的直径为0.92-1.25mm。

所述边框的厚度为1.35～2.30mm。

所述筋条的分布密度为：横向筋条20～30根/10cm，纵向筋条18～23根/10cm。

所述铅蓄电池板栅的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维丝和铅丝复合，制成纱线；

(2)利用纱线织成网状结构，裁剪获得板栅的主体部分；

(3)利用铸造制得边框，铸造过程中将所述主体部分置于上模和下模之间，并且边缘伸入模腔内，使主体部分与边框固定连接。

步骤(2)中纱线以平纹、斜纹或缎纹方式组织。