一種鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板及鉛酸電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板及鉛酸電池，屬于鉛酸電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸電池自1859年發(fā)明以來，已經(jīng)存在了一百五十多年，在交通、通信、電力、軍事等眾多領(lǐng)域都有著悠久的應(yīng)用歷史。傳統(tǒng)的鉛酸電池一直以來都使用鉛或者鉛合金作為極板，這種鉛極板存在諸多缺點(diǎn):鉛密度大，造成鉛極板的重量較大，大大降低了鉛酸蓄電池的能量密度，對(duì)電池能量密度要求較高的電動(dòng)車輛來說影響非常大;鉛的導(dǎo)電性差，鉛和鉛合金的導(dǎo)電性均較差，會(huì)造成電池的內(nèi)阻增加，降低電池的放電電流，也降低了電池的能量轉(zhuǎn)化效率;另外，傳統(tǒng)的鉛極板很容易變形且易被腐蝕，影響電池極板的表面的電流效率，并降低了電池的使用壽命，加上傳統(tǒng)的鉛極板的活性物質(zhì)利用率非常低，嚴(yán)重影響了鉛酸蓄電池在其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
[0003]為了提高鉛極板的性能，通常采用復(fù)合鉛極板來替代傳統(tǒng)的鉛極板。例如，如圖1所示的以銅為基體2、鉛材料3為覆層的雙金屬復(fù)合材料，鉛或者鉛合金作為電池活性材料，銅材料作為支撐材料和導(dǎo)電材料，可以提高極板的強(qiáng)度，減小電池內(nèi)阻，提高電池的壽命。但是由于銅的成本較高，也限制了銅鉛復(fù)合板電極的應(yīng)用。為了降低成本，現(xiàn)有技術(shù)中有采用鋁鉛復(fù)合板來作為鉛酸電池的極板，鋁或者鋁合金的成本相對(duì)較低，而且密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鉛和銅，能夠大幅度降低極板的整體密度，大幅提高鉛酸電池的能量密度。
[0004]授權(quán)公告號(hào)為CN203637271U的中國實(shí)用新型專利公開了一種輕質(zhì)導(dǎo)電芯增強(qiáng)型鉛基雙金屬層合板，并具體公開了其在鋁或銅導(dǎo)電內(nèi)芯的外面兩側(cè)設(shè)置有過渡焊接中間層，在過渡焊接中間層的四周設(shè)置鉛或者鉛合金外層。該雙金屬層合板，采用銅或者鋁作為導(dǎo)電內(nèi)芯，鉛或者鉛合金作為外層，能夠提高電池的能量密度。但是這種極板的導(dǎo)電內(nèi)芯采用銅或者鋁，無法同時(shí)提高電池的導(dǎo)電性和能量密度，又能降低成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種導(dǎo)電性能好、能量密度高、成本低的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板。本實(shí)用新型的目的還在于提供一種使用上述鋁銅鉛復(fù)合極板的鉛酸電池。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板的技術(shù)方案如下:
[0007]—種鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，包括鋁層，所述鋁層表面設(shè)置有與鋁層導(dǎo)電連接的銅層，所述銅層表面設(shè)置有與銅層導(dǎo)電連接的鉛層。
[0008]所述銅層的厚度小于鉛層的厚度及鋁層的厚度。
[0009]所述鉛層的厚度為0.1-lmm。
[00?0]所述銅層的厚度為0.2-lmm。
[0011]所述鋁層的厚度為0.8-5mm。
[0012]所述鉛層為鉛或者鉛合金。
[0013]所述銅層為銅或者銅合金。
[0014]本實(shí)用新型的鉛酸電池的技術(shù)方案如下:
[0015]—種鉛酸電池，采用上述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板。
[0016]本實(shí)用新型的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板采用鋁層、銅層、鉛層復(fù)合制得極板，融合了鋁的密度小和銅的導(dǎo)電性好的特點(diǎn)，大大降低了復(fù)合極板的整體重量和內(nèi)阻，有利于提高鉛酸電池的能量密度并減小電池內(nèi)阻。另外，采用鋁層復(fù)合還能大大降低極板的成本，從整體上降低了電池的生產(chǎn)成本，對(duì)擴(kuò)大鉛酸電池的應(yīng)用領(lǐng)域有著重要作用。
[0017]本實(shí)用新型的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板采用鋁銅鉛復(fù)合，還具有良好的低溫穩(wěn)定性，提高了鉛酸電池的低溫放電性能，增強(qiáng)了鉛酸電池的環(huán)境適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的銅鉛復(fù)合極板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型的鉛酸電池的實(shí)施例的鋁銅鉛復(fù)合極板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型的鉛酸電池的實(shí)施例:
[0021]本實(shí)施例的鉛酸電池包括陰極板，所述陰極板為鋁銅鉛復(fù)合極板，如圖2所示，所述鋁銅鉛復(fù)合極板包括鋁層I，鋁層表面設(shè)置有與鋁層導(dǎo)電連接的銅層2，銅層表面設(shè)置有與銅層導(dǎo)電連接的鉛層3。本實(shí)施例中，鋁層的一側(cè)表面依次設(shè)置所述銅層和鉛層，銅層和鉛層、銅層和鋁層之間均通過熱浸鍍的方式結(jié)合在一起，具體的，先將液態(tài)的鋁與銅層一個(gè)表面接觸，形成銅鋁復(fù)合板帶，再將液態(tài)的鉛與銅層的另一個(gè)表面接觸，形成鋁銅鉛復(fù)合極板。
[0022]鉛層為鉛或者鉛合金，鉛合金為本領(lǐng)域常用的鉛合金，如鉛錫合金、鉛碲合金等。本實(shí)施例中鉛層為純鉛。銅層為銅或者銅合金，銅合金為銅鋅合金、銅鐵合金等。本實(shí)施例中銅層為純銅。
[0023]鉛層的厚度視鉛酸電池的容量決定，一般為0.1-1mm，本實(shí)施例中為0.5mm。銅層的厚度為0.2-1mm，本實(shí)施例中為0.5mm。鋁層的厚度為0.8_5mm，本實(shí)施例中為2mm。為了在保證導(dǎo)電性的同時(shí)降低成本，銅層的厚度小于鉛層的厚度及鋁層的厚度。
[0024]為了保證鋁銅鉛復(fù)合極板在電池中僅有鉛層與酸液接觸，保護(hù)內(nèi)部的銅層和鋁層，鋁銅鉛復(fù)合極板四周的側(cè)邊上均固定連接有與所述鉛層導(dǎo)電連接的鉛包邊，本實(shí)施例中鉛包邊與所述鉛層一體設(shè)置。
[0025]本實(shí)施例的鉛酸電池的鋁銅鉛復(fù)合極板在制備時(shí)，采用包括如下步驟的方法:
[0026]將純鉛加熱至400°C使其熔融得熔融液，靜置，采用機(jī)械方式去除熔融液表面的氧化膜，將得到的鉛液加入結(jié)晶器中待用;將銅帶材由開卷機(jī)開卷，對(duì)銅帶表面進(jìn)行防氧化處理，防氧化處理的具體步驟為:在銅材表面進(jìn)行打磨，然后在線涂抹松香、氯化銨水溶液和氯化鋅水溶液，在防氧化處理后的銅帶浸入高溫的鉛液中，熱掛鍍的方式鍍上一層鉛鍍層，得到預(yù)處理銅帶;將預(yù)處理銅帶傳入結(jié)晶器中，使鍍有鉛合金鍍層的一面朝向結(jié)晶器中的鉛液，增加結(jié)晶器中鉛液的量，提升結(jié)晶器中鉛液的液面，開啟結(jié)晶器的閥門，使鉛液落至銅帶表面，并隨銅帶進(jìn)入結(jié)晶區(qū)進(jìn)行結(jié)晶，在鉛液結(jié)晶過程中向結(jié)晶的鉛液表面施加5噸壓力，得到銅鉛復(fù)合板帶坯料;將銅鉛復(fù)合板帶坯料通過乳機(jī)進(jìn)行乳制，控制乳制的速率為
0.6m/s，道次加工率為20 %，制得銅鉛復(fù)合板帶，經(jīng)過裁切加工成所需大小即可。
[0027]本實(shí)施例的鉛酸電池的其他實(shí)施例中，鋁層的兩個(gè)側(cè)面均依次設(shè)置有銅層和鉛層，形成外部為鉛層的夾心結(jié)構(gòu)。
[0028]在其他實(shí)施例中，鋁銅鉛復(fù)合極板的側(cè)邊上的鉛包邊與所述鉛層焊接在一起。在其他實(shí)施例中，也可以不設(shè)置鉛包邊。
[0029]在其他實(shí)施例中，銅層和鋁層之間、銅層和鉛層之間均可以設(shè)置過渡焊接層，過渡焊接層可以為鉛合金。
[0030]本實(shí)用新型的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板的實(shí)施例與上述鉛酸電池的實(shí)施例中的鋁銅鉛復(fù)合極板的結(jié)構(gòu)完全一致，此處不再一一贅述。另外，上述鉛酸電池的實(shí)施例中的鋁銅鉛的各種替代形式也均適用于本實(shí)用新型的鋁銅鉛復(fù)合極板的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，包括鋁層(I)，其特征在于，所述鋁層表面設(shè)置有與鋁層導(dǎo)電連接的銅層(2)，所述銅層表面設(shè)置有與銅層導(dǎo)電連接的鉛層(3)。2.如權(quán)利要求1所述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，其特征在于，所述銅層的厚度小于鉛層的厚度及鋁層的厚度。3.如權(quán)利要求2所述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，其特征在于，所述鉛層的厚度為0.1-1mm04.如權(quán)利要求2所述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，其特征在于，所述銅層的厚度為0.2-lmmo5.如權(quán)利要求2所述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，其特征在于，所述鋁層的厚度為0.8_5mm06.如權(quán)利要求1所述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，其特征在于，所述鉛層為鉛或者鉛I=IO7.如權(quán)利要求1所述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，其特征在于，所述銅層為銅或者銅I=IO8.—種鉛酸電池，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板及鉛酸電池，屬于鉛酸電池技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板，包括鋁層，所述鋁層表面設(shè)置有與鋁層導(dǎo)電連接的銅層，所述銅層表面設(shè)置有與銅層導(dǎo)電連接的鉛層。本實(shí)用新型的鉛酸電池用鋁銅鉛復(fù)合極板采用鋁層、銅層、鉛層復(fù)合制得極板，融合了鋁的密度小和銅的導(dǎo)電性好的特點(diǎn)，大大降低了復(fù)合極板的整體重量和內(nèi)阻，有利于提高鉛酸電池的能量密度并減小電池內(nèi)阻。
【IPC分類】H01M4/14, H01M10/12
【公開號(hào)】CN205376641
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521073502
【發(fā)明人】符會(huì)文, 尚鄭平, 王項(xiàng), 樊延府, 周肇陽, 范國棟, 張濤, 王丕, 林淋
【申請(qǐng)人】洛陽銅一金屬材料發(fā)展有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日