双极性铅酸电池钛基体电镀铅及铅锡合金工艺研究

摘要

铅酸电池因其生产工艺成熟、价格低廉、安全性高等传统的优点，一直以来占据着二次电池市场的重要份额。但铅酸电池本身存在着比容量低等诸多缺点。而双极性铅酸电池的特殊结构则使之具有内阻低，电流密度分布均匀，电池比能量高，比功率高，电池结构紧凑等优点，很好地吻合了电动汽车与电动自行车对电池的要求。双极性铅酸电池中的关键部件为双极性基板。本文在钛基体上进行电镀铅或铅锡合金，提高镀层与钛基体的结合力，可以得到符合要求的导电基板。
　　本文首先对钛的前处理方法进行了研究。确定了打磨、除油、水洗、浸蚀、水洗、粗化处理、水洗、活化处理的工艺流程。重点考察了浸蚀方案以得到新鲜钛基体、粗化方案以加强机械结合力、以及活化方案以得到一层有利于显著提高表面结合力的氢化膜。并对粗化方案与活化方案进行优化，以提高效率，最后得到了与镀层结合力好的钛表面。
　　通过研究不同络合剂与不同添加剂的镀铅体系，确定了以TP-2为添加剂的焦磷酸盐镀铅体系，镀层白亮平整，结合力良好，厚度足够。并且镀液成分简单，容易配制与维护。进一步研究后得到了优化工艺为乙酸铅60-64g/L，焦磷酸钾200-240g/L，TP-22.5-5g/L，阴极电流密度范围：0.5-1.5A/dm2，温度范围：35-45℃，磁力搅拌或搅拌浆搅拌。
　　在镀铅体系的基础上，添加硫酸亚锡作为锡盐，得到了外观类似于纯铅镀层。优化工艺为乙酸铅62g/L，焦磷酸钾220g/L，硫酸亚锡1.67g/L，TP-22.5g/L，阴极电流密度：1A/dm2，温度：35℃，磁力搅拌或搅拌浆搅拌，得到的镀层锡含量为1.3％。
　　使用镀铅和镀铅锡钛基板组装了双极性铅酸电池，充放电测试表明，镀覆纯铅镀层的一组在60次循环之后，放电容量保持率仅为22.5%。而镀覆铅锡镀层的一组为80.6%，远远高于前者。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究的目的意义

1.2铅酸电池

1.3双极性铅酸电池

1.4钛的前处理工艺

1.5电镀铅或铅锡合金体系与工艺

1.6课题的主要研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1实验药品及材料

2.2实验仪器设备

2.3实验制备方法

2.4分析测试手段

第3章 钛基体的前处理工艺研究

3.1前处理的基本步骤

3.2前处理的浸蚀方案

3.3前处理的粗化方案

3.4前处理的活化方案

3.5本章小结

第4章 钛基体电镀铅及铅锡合金的工艺研究

4.1镀铅体系的初选

4.2镀铅工艺对镀层微观形貌和耐蚀性的影响

4.3铅锡合金电镀工艺对镀层形貌与含锡量的影响

4.4双极性铅酸电池的装配与研究

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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