蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液及其制備方法。蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液由如下原料制成：醋酸鉛150?300g/L、醋酸40?50g/L、骨膠1.0?3.0g/L、β?奈酚0.5?1.0g/L、HJX?1穩(wěn)定劑1.0?3.0g/L、蓄電池用水余量。本發(fā)明配制簡(jiǎn)單、電沉積液穩(wěn)定可靠、鉛沉積層結(jié)晶細(xì)密，可完全取代現(xiàn)有的氟硼酸鹽電沉積配方。
【專利說(shuō)明】
蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 特殊動(dòng)力蓄電池容量高、壽命長(zhǎng)，使用中需要大功率輸出能量，對(duì)于蓄電池的比能 量及高倍率放電性能要求較高，蓄電池負(fù)板柵采用電沉積鉛的銅板柵可改善蓄電池低溫性 能，提高蓄電池的輸出功率和重量比能量，2000年我國(guó)在特殊動(dòng)力蓄電池中采用電沉積鉛 的銅板柵，特殊動(dòng)力蓄電池性能得到長(zhǎng)足的發(fā)展。
[0003] 電沉積鉛液種類很多，如氟硼酸鹽、氟硅酸鹽、堿性鉛液等。氟硼酸鹽電沉積液以 其簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、結(jié)晶細(xì)密而廣泛應(yīng)用，但是電沉積液中含有有毒的和對(duì)設(shè)備有腐蝕的氟化 物，在生產(chǎn)使用中對(duì)于設(shè)備及操作人員的腐蝕傷害較大；同時(shí)氟硼酸電沉積液失效后難以 進(jìn)行有效處理排放，環(huán)境污染很大，不符合鉛酸蓄電池行業(yè)清潔生產(chǎn)的要求。氟硅酸鹽、堿 性鉛液等其它電沉積鉛液因工藝穩(wěn)定性差、電沉積鉛層結(jié)合力低等其它原因一直未得到廣 泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液，工藝穩(wěn)定、結(jié)晶細(xì) 密，可有效取代氟硼酸鹽電沉積液，同時(shí)配方中沒(méi)有強(qiáng)腐蝕性、環(huán)境污染嚴(yán)重的氟化物等有 毒有害的危險(xiǎn)化學(xué)用品，使用操作安全，排放處理簡(jiǎn)單，環(huán)境效益和社會(huì)效益明顯;本發(fā)明 同時(shí)提供了蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，科學(xué)合理、簡(jiǎn)單易行。
[0005] 本發(fā)明所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液，由如下原料制成： 醋酸鉛 ]50-300g/L 醋酸 40-:50g/L 骨膠 1.0-3.0g,/L
[0006] β-奈酚 0.5-1.0g/L HJX-Π?刊 L0-3、0g/L 蓄電池用水 余量。
[0007] 所述的HJX-1穩(wěn)定劑是由氨基磺酸、硬脂酸鈉及十六烷基三甲基溴化銨按40-60: 25-45:10-20質(zhì)量比復(fù)配而成。
[0008] 本發(fā)明所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，步驟如下：
[0009] (1)先將蓄電池用水注入塑料槽中，在攪拌情況下，依次加入醋酸鉛、醋酸、β-奈 酚；
[0010] (2)全部加完后攪拌30min以上，再加入HJX-1穩(wěn)定劑溶液，攪拌2h以上，靜置；
[0011] (3)靜置后將清潔的皮管插入溶液中，吸取已澄清的部分，并用濾紙過(guò)濾至清潔的 容器內(nèi)，然后加入骨膠溶液，最后加入剩余蓄電池用水，調(diào)整電沉積液密度，攪拌均勻，分析 調(diào)整后，即得。
[0012] 步驟(1)中所述的蓄電池用水的加入量為所配電沉積鉛溶液總體積的1/4-1/3。
[0013] 步驟(1)中所述的攪拌轉(zhuǎn)速為500-1000r/min。
[0014] 步驟(2)中所述的HJX-1穩(wěn)定劑溶液的配制方法是將HJX-1穩(wěn)定劑加入15-30°C的 蓄電池用水中，在2500-3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30min，蓄電池用水用量為所配電沉積鉛溶 液總體積的1/20-1/10。
[0015] 步驟(2)中所述的靜置時(shí)間為20-24h。
[0016] 步驟(3)中所述的骨膠溶液的配制方法是將骨膠浸在60-70°C的蓄電池用水中浸 泡20-24h，蓄電池用水用量為所配電沉積鉛溶液總體積的1/20-1/10。
[0017] 步驟(3)中所述的電沉積液密度為1.06 ± 0.01 Og/cm3(30 °C，電沉積液密度為參考 值)。
[0018] 本發(fā)明中各成分的主要作用如下：
[0019] (1)醋酸鉛電沉積鉛的主鹽，提供被電沉積的金屬離子，提高醋酸鉛的濃度有利 于提高電流密度和電沉積速度，但分散能力略降低。
[0020] (2)醋酸具有防止醋酸鉛水解、提高溶液導(dǎo)電性能、提高陽(yáng)極電流效率等作用。
[0021] (3) β-奈酚提高陰極極化、細(xì)化結(jié)晶、減少孔隙。
[0022] (4)骨膠主要作用有:①提高陰極極化、細(xì)化結(jié)晶；②提高沉積液分散能力；③與 奈酚發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，使鉛沉積層光潔細(xì)致。
[0023] (5)HJX_1穩(wěn)定劑防止二價(jià)鉛氧化和水解。HJX-1穩(wěn)定劑由氨基磺酸、硬脂酸鈉及十 六烷基三甲基溴化銨按40-60:25-45:10-20質(zhì)量比復(fù)配而成，可顯著提高電沉積液的穩(wěn)定 性。
[0024] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
[0025] 本發(fā)明中各成分在其合理的用量范圍內(nèi)共同作用實(shí)現(xiàn)在銅板柵上電沉積鉛的目 的，本發(fā)明配制簡(jiǎn)單、電沉積液穩(wěn)定可靠(六個(gè)月至一年內(nèi)保持清亮而不混濁）、鉛沉積層結(jié) 晶細(xì)密，可完全取代現(xiàn)有的氟硼酸鹽電沉積配方。
[0026] 本發(fā)明在生產(chǎn)中可重復(fù)的調(diào)整使用，其主要組成部分對(duì)環(huán)境、設(shè)備及操作者的危 害遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的氟硼酸鹽電沉積配方，完全滿足鉛酸蓄電池行業(yè)清潔生產(chǎn)的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0028] 實(shí)施例1
[0029]蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液在XX_53Sa銅板柵電沉積鉛工藝中應(yīng)用 [0030] XX_53Sa銅板柵電沉積鉛工藝流程:熱堿超聲波除油（彡80°C )-熱水洗（自來(lái)水， 多60°C )-流動(dòng)自來(lái)水洗-浸混合酸-流動(dòng)自來(lái)水洗-流動(dòng)蓄電池用水洗-電沉積鉛-流 動(dòng)自來(lái)水洗-熱水洗(蓄電池用水，多60 °C)-干燥（多80 °C)。
[0031] XX_53Sa銅板柵電沉積鉛工藝參數(shù)按照表1規(guī)定執(zhí)行。
[0032] 表1 XX_53Sa銅板柵電沉積鉛工藝參數(shù)
[0034] XX_53Sa銅板柵電沉積鉛工藝中蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液配方為:醋酸 鉛含量150g/L、醋酸含量40g/L、骨膠含量1.0g/L、i3-奈酚含量0.5g/L、HJX-l穩(wěn)定劑含量 1 .Og/L，余量蓄電池用水。具體配制步驟如下：
[0035]向2000L的塑料槽中加入500L的蓄電池用水，開(kāi)啟攪拌機(jī)(轉(zhuǎn)速為500r/min)，緩慢 加入225kg醋酸鉛，再徐徐注入60kg醋酸，加完后再逐份加入β-奈酚750g(每份不得超過(guò) 300g)，全部加完后充分?jǐn)嚢?0min，再加入配制好的HJX-1穩(wěn)定劑溶液75L，全部加完后充分 攪拌2h，靜置24h。靜置后將清潔的皮管插入該溶液中，吸取澄清部分，并用濾紙過(guò)濾至容積 為1500L的塑料槽中，然后加入骨膠溶液75L，最后加入蓄電池用水至溶液體積為1500L，攪 拌均勻，分析調(diào)整后注入電沉積鉛處理槽中待用。
[0036] HJX-1穩(wěn)定劑溶液的配制：將1.5kgHJX-l穩(wěn)定劑（其中氨基磺酸0.6kg、硬脂酸鈉 0.6kg、十六烷基三甲基溴化銨0.3kg)加入到25°C的蓄電池用水中，在2500r/min的轉(zhuǎn)速下 攪拌30min，蓄電池用水體積為75L。
[0037] 骨膠溶液的配制：將1.5kg骨膠浸在60 °C的蓄電池用水中浸泡20h，蓄電池用水體 積為75L。
[0038] 取100片XX-53Sa銅板柵按照電沉積工藝在上述電沉積鉛溶液中進(jìn)行電沉積鉛，電 沉積結(jié)束后分別進(jìn)行鉛沉積層的外觀檢測(cè)、劃痕性能檢測(cè)、彎曲性能檢測(cè)、熱震性能檢測(cè)及 腐蝕性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。
[0039] 實(shí)施例2
[0040]蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液在XX-80S銅板柵電沉積鉛工藝中應(yīng)用 [0041] XX-80S銅板柵電沉積鉛工藝流程:熱堿超聲波除油（多80°C)-熱水洗（自來(lái)水，多 60°C)-流動(dòng)自來(lái)水洗-浸混合酸-流動(dòng)自來(lái)水洗-流動(dòng)蓄電池用水洗-電沉積鉛-流動(dòng) 自來(lái)水洗-熱水洗(蓄電池用水，多60 °C)-干燥（多80 °C)。
[0042] XX-80S銅板柵電沉積鉛工藝參數(shù)按照表2規(guī)定執(zhí)行。
[0043] 表2 XX-80S銅板柵電沉積鉛工藝參數(shù)
[0045] XX-80S銅板柵電沉積鉛工藝中蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液配方為:醋酸鉛 含量240g/L、醋酸含量45g/L、骨膠含量2.0g/L、i3-奈酚含量0.8g/L、HJX-l穩(wěn)定劑含量2.0g/ L，蓄電池用水余量。具體配制步驟如下：
[0046]向2000L的塑料槽中加入500L的蓄電池用水，開(kāi)啟攪拌機(jī)(轉(zhuǎn)速為750r/min)，緩慢 加入360kg醋酸鉛，再徐徐注入67.5kg醋酸，加完后再逐份加入β-奈酚1200g(每份不得超過(guò) 300g)，全部加完后充分?jǐn)嚢?0min，再加入配制好的HJX-1穩(wěn)定劑溶液150L，全部加完后充 分?jǐn)嚢?h，靜置24h。靜置后將清潔的皮管插入該溶液中，吸取澄清部分，并用濾紙過(guò)濾至容 積為1500L的塑料槽中，然后加入骨膠溶液150L，最后加入蓄電池用水至溶液體積為1500L， 攪拌均勻，分析調(diào)整后注入電沉積鉛處理槽中待用。
[0047] HJX-1穩(wěn)定劑溶液的配制：將3.0kgHJX_l穩(wěn)定劑（其中氨基磺酸1.5kg、硬脂酸鈉 0.9kg、十六烷基三甲基溴化銨0.6kg)加入到25°C的蓄電池用水中，在2500r/min的轉(zhuǎn)速下 攪拌30min，蓄電池用水體積為150L。
[0048] 骨膠溶液的配制：將3.0kg骨膠浸在70 °C的蓄電池用水中浸泡24h，蓄電池用水體 積為150L。
[0049] 取100片XX-80S銅板柵按照電沉積工藝在上述電沉積鉛溶液中進(jìn)行電沉積鉛，電 沉積結(jié)束后分別進(jìn)行鉛沉積層的外觀檢測(cè)、劃痕性能檢測(cè)、彎曲性能檢測(cè)、熱震性能檢測(cè)及 腐蝕性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。
[0050] 實(shí)施例3
[0051]蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液在XX_98Sa銅板柵電沉積鉛工藝中應(yīng)用 [0052] XX_98Sa銅板柵電沉積鉛工藝流程:熱堿超聲波除油（多80°C)-熱水洗（自來(lái)水， 多60°C )-流動(dòng)自來(lái)水洗-浸混合酸-流動(dòng)自來(lái)水洗-流動(dòng)蓄電池用水洗-電沉積鉛-流 動(dòng)自來(lái)水洗-熱水洗(蓄電池用水，多60 °C)-干燥（多80 °C)。
[0053] XX_98Sa銅板柵電沉積鉛工藝參數(shù)按照表3規(guī)定執(zhí)行。
[0054] 表3 XX_98Sa銅板柵電沉積鉛工藝參數(shù)
[0056] XX_98Sa銅板柵電沉積鉛工藝中蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液配方為:醋酸 鉛含量300g/L、醋酸含量50g/L、骨膠含量3.0g/L、i3-奈酚含量1.0g/L、HJX-l穩(wěn)定劑含量 3. Og/L，蓄電池用水余量。具體配制步驟如下：
[0057]向2000L的塑料槽中加入500L的蓄電池用水，開(kāi)啟攪拌機(jī)(轉(zhuǎn)速為750r/min)，緩慢 加入450kg醋酸鉛，再徐徐注入75kg醋酸，加完后再逐份加入β-奈酚1500g(每份不得超過(guò) 300g)，全部加完后充分?jǐn)嚢?0min，再加入配制好的HJX-1穩(wěn)定劑溶液150L，全部加完后充 分?jǐn)嚢?h，靜置24h。靜置后將清潔的皮管插入該溶液中，吸取澄清部分，并用濾紙過(guò)濾至容 積為1500L的塑料槽中，然后加入骨膠溶液150L，最后加入蓄電池用水至溶液體積為1500L， 攪拌均勻，分析調(diào)整后注入電沉積鉛處理槽中待用。
[0058] 町乂-1穩(wěn)定劑溶液的配制：將4.51^町乂-1穩(wěn)定劑(其中氨基磺酸2.71^、硬脂酸鈉 1.3kg、十六烷基三甲基溴化銨0.5kg)加入到25°C的蓄電池用水中，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下 攪拌30min，蓄電池用水體積為150L。
[0059] 骨膠溶液的配制:將4.5kg骨膠浸在65°C的蓄電池用水中浸泡21h，蓄電池用水體 積為150L。
[0060] 取100片XX_98Sa銅板柵按照電沉積工藝在上述電沉積鉛溶液中進(jìn)行電沉積鉛，電 沉積結(jié)束后分別進(jìn)行鉛沉積層的外觀檢測(cè)、劃痕性能檢測(cè)、彎曲性能檢測(cè)、熱震性能檢測(cè)及 腐蝕性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液，其特征在于由如下原料制成： 醋酸鉛 i50-300g/L 醋酸 40-50g/L 骨膠 1.0-3.0g/L β-奈酚 0.5-1.0g/L HJX-1 穩(wěn)定劑 i.0-3.0g,/[_. 蓄電池用水 余量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液，其特征在于所述的HJX-1 穩(wěn)定劑是由氨基磺酸、硬脂酸鈉及十六烷基三甲基溴化銨按40-60:25-45:10-20質(zhì)量比復(fù) 配而成。3. -種權(quán)利要求1或2所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，其特征在 于步驟如下： (1)先將蓄電池用水注入塑料槽中，在攪拌情況下，依次加入醋酸鉛、醋酸、奈酚； ⑵全部加完后攪拌30min以上，再加入HJX-1穩(wěn)定劑溶液，攪拌2h以上，靜置； (3)靜置后將清潔的皮管插入溶液中，吸取已澄清的部分，并用濾紙過(guò)濾至清潔的容器 內(nèi)，然后加入骨膠溶液，最后加入剩余蓄電池用水，調(diào)整電沉積液密度，攪拌均勻，分析調(diào)整 后，即得。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，其特征在于 步驟(1)中所述的蓄電池用水的加入量為所配電沉積鉛溶液總體積的1/4-1/3。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，其特征在于 步驟(1)中所述的攪拌轉(zhuǎn)速為500_1000r/min。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，其特征在于 步驟(2)中所述的HJX-1穩(wěn)定劑溶液的配制方法是將HJX-1穩(wěn)定劑加入15-30°C的蓄電池用 水中，在2500-3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30min，蓄電池用水用量為所配電沉積鉛溶液總體積 的1/20-1/10。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，其特征在于 步驟(2)中所述的靜置時(shí)間為20-24h。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，其特征在于 步驟(3)中所述的骨膠溶液的配制方法是將骨膠浸在60-70°C的蓄電池用水中浸泡20-24h， 蓄電池用水用量為所配電沉積鉛溶液總體積的1/20-1/10。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池用銅板柵無(wú)氟電沉積鉛溶液的制備方法，其特征在于 步驟(3)中所述的電沉積液密度為1.06 ± 0.01 Og/cm3。
【文檔編號(hào)】H01M4/73GK105951136SQ201610381527
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】徐加民, 靳樹(shù)峰, 付國(guó)會(huì), 吳濤, 陳默, 丁廣波
【申請(qǐng)人】淄博火炬能源有限責(zé)任公司