[发明专利]板栅纤维

说明书

本发明申请公开了一种板栅纤维，包括碳纤维和包覆在碳纤维表面的锌合金包敷料，所述锌合金包敷料包括以下质量份数的组分：锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.2‑1.5份，稀土复合增强剂0.05‑0.1份，制备得到的板栅纤维筋条之间的距离为0.1‑0.5mm，包敷料的包覆厚度为0.15‑0.25mm。本发明的板栅纤维无铅，而且环保性能、导电性能优异。

技术领域

本发明涉及一种由活性材料组成或包括活性材料的电极，具体涉及一种板栅纤维。

背景技术

化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池。放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能；需要放电时再次把化学能转换为电能。

板栅是化学电池主要组成部件，约占化学电池总质量的四分之一，其主要作用如下：1、作为活性物质的载体，极膏涂覆在板栅上，活性物质依靠板栅来保持和支撑。2、作为集流体，化学电池在充放电的过程中加强电流的传导、集散作用并使电流分布均匀。从上可见，板栅在化学电池中的作用是非常关键的。

现有的化学电池板栅主要应用于铅酸电池，其电极主要由铅及其氧化物制成，含铅量高，这种电池在使用过程中以及使用后容易造成环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种板栅纤维，本发明的板栅纤维无铅，而且环保性能、导电性能优异。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

板栅纤维，包括碳纤维和包覆在碳纤维表面的锌合金包敷料，所述锌合金包敷料包括以下质量份数的组分：锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.2-1.5份，稀土复合增强剂0.05-0.1份,制备得到的板栅纤维筋条之间的距离为0.1-0.5mm，包敷料的包覆厚度为0.15-0.25mm。

本方案的优点是：

1、本方案中的板栅纤维中不含铅，大大减少了重金属污染，显然更加环保。

2、本方案采用了自有的稀土复合增强剂，稀土复合增强剂能够细化锌合金组织，减少锌合金中的夹杂物的含量，降低线性膨胀系数，同时能大大提高锌合金包敷料的电流传导性能，极大的提高了制作的化学电池的性能；

3、本方案中加入银，能有效提高板栅纤维在使用过程中的耐腐蚀性能，减少板栅纤维中的金属迁移，从而保证后续制作的化学电池的稳定性能；

4、本方案控制板栅纤维筋条之间的距离在0.1-0.5mm范围内，包敷料的包覆厚度在0.15-0.25mm范围内，发现附着在板栅纤维表面的活性物质的利用率显著提升，能达到95％左右，大大提升了化学电池的性能；另外按照上述范围设定，板栅纤维在传导电流过程中的的损失小，而且电流分布均匀。

进一步，所述稀土复合增强剂包括镱、钪和硫酸铯，三者的质量比为1:0.5-0.8：0.1-0.3。该稀土复合增强剂是自主研发得到，镱明显地改善电沉积锌层的耐蚀性，而且能使得晶粒细小，均匀致密；钪能改善锌合金的强度、硬度和耐热和性能，加入硫酸铯进行复配之后，稀土复合增强剂中的镱、钪和硫酸铯具有协同增效的作用，在试验及使用中发现，采用上述配比的稀土复合增强剂，对锌合金包敷料具有变质和激化效果，提高锌合金的耐腐蚀性能以及电流传导性能。

进一步，所述镱、钪和硫酸铯的质量比为1:0.6：0.2。发明人在试验中发现，上述配比的稀土复合增强剂的对锌合金的性能增强效果最佳。

进一步，所述锌合金包敷料包括以下质量份数的组分：锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.6-1份，稀土复合增强剂0.07-0.09份。发明人在试验中发现，上述配比的组分制作的板栅纤维强度和电流传导性能更好。

进一步，所述锌100份，锡、锑、铋和银的混合物0.8份，稀土复合增强剂0.08份。发明人在试验中发现，上述配比的组分制作的板栅纤维强度和电流传导性能最佳。