化学镀铝技术范文篇1

[关键词]冶金设备防腐材料防腐方法

中图分类号：TD327.2文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）13-0038-01

在湿法冶金行业里，各类设备在生产运行过程中，不同程度地受到各类酸、碱、盐、金属、大气、水等各种气相、液相、固相介质的作用而产生腐蚀，特别是在湿法冶金企业生产过程中，腐蚀更是无时无处不在。因此，加强设备设施的防腐蚀管理，对湿法冶金企业及工业化生产有着很大的意义。

为防止冶金设备的腐蚀，首先应考虑设备所处的工作环境和条件，从设备选材（结构材料自身防腐）、材料表面衬涂防腐层、电化学防腐等多方面采取措。

设备防腐方法一――结构材料自身防腐

结构材料自身防腐是设备防腐蚀的首要考虑手段，可使设备制作简化，无须单独进行防腐处理。非金属耐腐材料因性脆（无机）或强度低（有机），仅用作部分非反应器类设备的结构材料。反应器类设备一般都用金属材料作为结构材料。1、结构材料选择的依据：（1）根据金属（合金）-腐蚀介质组合选择结构材料，例如：钢――浓硫酸，铝――非污染大气，铅――稀硫酸，钛――热的强氧化性溶液等。（2）根据材料-环境体系选用设备结构材料，例如：在还原性环境中选用镍、铜及其合金；对氧化性环境，采用含铬的合金；在氧化性极强的环境中宜选用钛及钛合金。2、选择时应遵循的原则：考虑腐蚀介质的性质、温度和压力；考虑设备的类型、结构：考虑对产品质量的要求；材料价格及来源等。选材时应立足国内资源，应大力推广耐腐蚀铸铁、低合金钢及无铬镍不锈钢的应用。高铬镍不锈钢尽可能少用。我国国内钛资源丰富，在钛材质量、价格均佳的前提下应提倡使用。

设备防腐方法二――材料表面衬涂防腐层

在金属结构材料表面衬、涂、镀防腐层，使金属设备与腐蚀介质隔开，是防止金属腐蚀的常用措施之一。采用机械或物理的方法将防腐层贴附于被保护设备的表面上。防腐层耐腐蚀材料分金属和非金属覆盖层。1、金属覆盖层：低熔点金属在钢表面热镀，如镀锌、镀铅；零部件表面渗镀，如渗铝、渗铬；电镀，如镀金、银、铜、镍、铬；喷镀；化学镀等。使耐腐蚀层牢固附着在主体金属表面上，保护主体设备免遭腐蚀破坏。金属涂层的方法有：（1）、电化学方法：利用电极反应，在工件表面形成镀层。主要的方法：①电镀：在电解质溶液中，工件为阴极，在外电流作用下，使其表面形成镀层的过程，称为电镀。镀层可为金属、合金、半导体或含各类固体微粒，如镀铜、镀镍等。②氧化：在电解质溶液中，工件为阳极，在外电流作用下，使其表面形成氧化膜层的过程，称为阳极氧化，如铝合金的阳极氧化。（2）、化学方法：这种方法是无电流作用，利用化学物质相互作用，在工件表面形成镀覆层。主要是：①化学转化膜处理在电解质溶液中，金属工件在无外电流作用，由溶液中化学物质与工件相互作用从而在其表面形成镀层的过程，称为化学转化膜处理。如金属表面的发蓝、磷化、钝化、铬盐处理等。②化学镀在电解质溶液中，工件表面经催化处理，无外电流作用，在溶液中由于化学物质的还原作用，将某些物质沉积于工件表面而形成镀层的过程，称为化学镀，如化学镀镍、化学镀铜等。（3）、热加工方法：在高温条件下令材料熔融或热扩散，在工件表面形成涂层。主要方法是：①热浸镀：金属工件放入熔融金属中，令其表面形成涂层的过程，称为热浸镀，如热镀锌、热镀铝等。②热喷涂：将熔融金属雾化，喷涂于工件表面，形成涂层的过程，称为热喷涂，如热喷涂锌、热喷涂铝等。③热烫印：将金属箔加温、加压覆盖于工件表面上，形成涂覆层的过程，称为热烫印，如热烫印铝箔等。④化学热处理：工件与化学物质接触、加热，在高温态下令某种元素进入工件表面的过程，称为化学热处理，如渗氮、渗碳等。⑤堆焊：以焊接方式，令熔敷金属堆集于工件表面而形成焊层的过程，称为堆焊，如堆焊耐磨合金等。（4）、真空法：在高真空状态下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程。主要是：①物理气相沉积：在真空条件下，将金属气化成原子或分子，或者使其离子化成离子，直接沉积到工件表面，形成涂层的过程，称为物理气相沉积，其沉积粒子束来源于非化学因素，如蒸发镀、溅射镀、离子镀等。②离子注入：高电压下将不同离子注入工件表面令其表面改性的过程，称为离子注入，如注硼等。③化学气相沉积：低压（有时也在常压）下，气态物质在工件表面因化学反应而生成固态沉积层的过程，称为化学气相镀，如气相沉积氧化硅、氮化硅等。（5）、其它方法：主要是机械的、化学的、电化学的、物理的方法。其中的主要方法是：①涂装：闲喷涂或刷涂方法，将涂料（有机或无机）涂覆于工件表面而形成涂层的过程，称为涂装，如喷漆、刷漆等。②冲击镀：用机械冲击作用在工件表面形成涂覆层的过程，称为冲击镀，如冲击镀锌等。③激光面表处理：用激光对工件表面照射，令其结构改变的过程，称为激光表面处理，如激光淬火、激光重熔等。④超硬膜技术：以物理或化学方法在工件表面制备超硬膜的技术，称为超硬膜技术。如金刚石薄膜，立方氮化硼薄膜等。⑤电泳及静电喷涂：工件作为一个电极放入导电的水溶性或水乳化的涂料中，与涂料中另一电极构成电解电路。在电场作用下，涂料溶液中已离解成带电的树脂离子，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子，连同被吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面，形成涂层，这一过程称为电泳。在直流高电压电场作用，雾化的带负电的油漆粒子定向飞往接正电的工件上，从而获得漆膜的过程，称为静喷涂。2、非金属覆盖层：非金属覆盖层具有优良的防腐蚀能力，在冶炼设备的防腐中占有重要的地位。非金属涂层应满足的条件：非金属涂层材料在腐蚀介质中非常稳定；涂层应完整无孔，不能透过介质；涂层与主体金属应粘结牢固，具有一定的机械强度和适当的硬度与弹性。非金属衬里保护是应用最广和最重要的防腐方法。衬里材料包括塑料板（硬、软聚氯乙烯，聚四氟乙烯）、橡胶板、瓷板（砖）、陶板、石墨板、玻璃钢等。

设备防腐方法三――电化学防腐

电化学防腐是根据金属电化学腐蚀机理发展起来的一类防止金属腐蚀的方法，可分为阴极保护和阳极保护两种。阴极保护是利用外接电源或活泼金属，往金属设备上输送电子，使腐蚀电池的阳极转变为阴极或阴、阳极电位差为零；阴极保护可以用来防止各种水溶液及土壤对钢、铁、铅与黄铜等金属的腐蚀，防止各种不锈钢或铝等可钝化金属的点腐蚀，防止黄铜、低碳钢的应力腐蚀开裂，防止金属的交变应力腐蚀。阳极保护是利用外电源使金属设备变为阳极，金属表面形成耐腐蚀薄膜而钝化，降低腐蚀速度：阳极保护可以用来保护阳极化后容易钝化的金属和合金（碳钢和不锈钢），但不能保护锌、镁、隔、银、铜或铜基合金。

冶金设备防腐没有一种万能的方法。为防止设备腐蚀，可采用多种措施，综合考虑设备选材、结构设计及设备所处的工作环境等各方面的因素，合理利用上述三种设备防腐方法，寻求最佳的防腐措施！

化学镀铝技术范文

关键词：幕墙及铝合金门窗；五金配件；选择

国内铝合金门窗的发展及应用

铝合金门窗在我国是二十世纪七十年代末改革开放后从欧、美、日等国引进技术，于八十年展起来的新一代金属门窗。欧式重型窗、日式及美式轻型窗均不太适合中国国情。我国铝门窗产业经过二十多年的发展，已完全能够并已经开发设计出适合中国国情的各种档次新产品及配套功能五金。

近年来我国建筑业和房地产的蓬勃发展，给门窗幕墙行业提供了巨大的发展空间，现已成为全世界最大的门窗市场。每年新建20多亿平方米的房屋，需要各类门窗为5亿平方米。其中铝门窗占50%，塑料门窗占35%，钢门窗占10%，其它门窗为5%(见下图)。

在国内基础建设的强劲带动下，给铝门窗行业及配套五金行业提供了难得的机遇。由于我国铝合金门窗行业起步较晚，通过引进欧美等国的门窗系统，通过近几年的应用及学习，已有部分企业开始自行设计适合我国国情的门窗系统，但是门窗系统的五金系统，因国内五金件厂数量多，规模小，设备落后，技术力量差，还难以形成系统设计的概念，这已经严重的影响了门窗行业的发展，为了尽快减少与发达国家门窗五金的差距，提高我国门窗五金业的发展刻不容缓。

二、配件适用范围和选择配件的要点

任何配件都有它的适用范围,没有万能的配件可以包打天下。一方面,要根据业主的要求和窗的基本功能仔细选择。另一方面要咨询五金配件厂家,同时要根据型材的特点,本着尽量不破坏型材的结构并少打孔的原则。

铝门窗的设计首先是门窗性能的建筑设计,以满足建筑物的功能要求为目标。应该合理的确定铝门窗的性能指标及有关设计要求,而不是将各项性能指标定得越高越好。

铝门窗是轻质构件,其使用能耗约占建筑能耗的一半以上,是建筑节能的重中之重,在设计时要充分考虑门窗的节能问题。同样,门窗的防盗性能也是业主非常关心的问题。这方面,五金配件厂家主要是在锁点和锁座的连接和配合上做文章。

三、幕墙及铝合金门窗五金配件选择原则

1根据建筑特点合理选择配件

建筑师设计门窗时,是从整栋房子的美观大方和所处的地区抗风压、水密性、气密性、保温、隔热、隔声性能来考虑的。所以,在考虑门窗的五金配件时,首先要考虑抗三。一般从门窗的抗风压计算来看,锁点越多,门窗的抗风压性能越强。同时也要考虑锁点的配置方式,只有在锁点均匀分布的情况下,才会使多点锁起最有效的作用。从构件弯曲最大挠度值来看,锁点比较靠近窗最大受力构件的中点部位,才能有效防止窗的构件弯曲变形。

2根据使用功能选择

门窗的功能不同，五金件配件的类型也不同。门窗五金件按窗型可分为平开、推拉、平开上悬、推拉上悬、推拉折叠等形式，同时还有一些特殊的窗形五金件，如天窗、中悬窗、屋顶斜窗五金件等。内平开窗用五金件的基本部件有：上、中铰链(框，扇二种)，框用下轴承，扇用下转轴，传动器，锁座，执手，转向角，连杆等。外平开窗用五金件的基本部件有：传动器、磨擦铰链、锁座，铰链，风撑，外开专用执手等。平开上悬窗五金件基本部件有：传动器，角传动器，顶杆，斜拉杆，连杆，上、下铰链，锁座，执手等；推拉窗五金件零部件主要有：传动器，月牙锁，锁座，滑轮，缓冲块，限位块，铝滑轨等；还有对各类门窗都适用的功能五金配件。现代建筑除要求门窗具有开启功能以外，还应具有隔音、隔热及气密性和水密性等特点，这就要求五金配件本身的质量要高，结构要合理。除此之外，还要采用多种不同材料性质的辅助材料，如橡胶压条、弹性衬垫等。现代建筑的发展，已使门窗五金配件不再局限于铰链、插销、把手、锁一类传统产品：如用橡胶材料制作的用于安装玻璃的U型软板，两侧各有一向上延伸的凸出物，这样将软板和玻璃一同放人型材的凹槽内，即可使软板收缩，从而紧固玻璃，并在玻璃两侧的表面上形成一斜坡状，以防止水的浸人。因此，应根据门窗不同的功能，选择相应的五金配件。

3根据建筑节能要求选择

门窗是靠五金配件来完成开启、关闭功能的，它是门窗中最易磨损和持续活动时间最长的部分，其功能的有效性不仅直接导致安全问题，而且影响建筑门窗的保温性能以及水密性、气密性。为保证门窗密封性能，除了窗扇四个边可以同时锁紧外，五金系统可以实现窗扇相对窗框的三维调整，最大限度保证门窗的关闭压紧力得到有效调节，从而保证门窗节能性能。门窗节能性能与五金件的结构与性能有直接关系，没有高性能的五金件配件作保证，是无法制作出高性能的节能门窗。对平开窗而言，按照密封性能大体可分为两类：多锁点五金件和单锁点五金件。多锁点五金件的锁点和锁坐分布在整个门窗的四周，当门窗锁闭后锁点、锁坐牢牢地扣在一起，与铰链或滑撑配合，共同产生强大的密封压紧力，使密封条弹性变形，从而提供给门窗足够的密封性能，使窗扇、窗框形成一体；而单锁点密封性相对来说就要差的多。因此，采用多锁点窗锁，可以大大减少门窗扇的变形，提高密封性能。就其它配件而言，滑撑铰链应采用不锈钢材料，对宽度超过1m的推拉窗，或安装双层玻璃的门窗，应采用双滑轮或选用滚动滑轮，对门窗节能是非常有利的。

根据载荷大小选择

门窗的设计一般应从抗风压、水密性、气密性、保温、隔热、隔声性能来考虑。因此，选择铝合金窗五金配件时，首先要考虑抗三。根据国家外窗设计施工、验收规定及各地区的有关规定，在正常情况下门窗均应严格遵守抗风压性能设计规定。例如标准中规定门型材截面主要受力部位最小实测壁厚应不小于2.0mm；窗型材截面主要受力部位最小实测壁厚应不小于1.4mm；窗构件由风荷载作用力产生的最大挠度值应满足，同时应满足绝对挠度值不大于15mm（为构件最大弯曲值，为构件弯曲允许挠度值）窗镶嵌单层玻璃时，L/120；门窗镶嵌夹层玻璃、中空玻璃时，L/180（L为窗扇的宽度）从门窗的抗风压计算来看，锁点越多门窗的抗风压性能越强，对抗风压要求较高的建筑，应选择多的锁点结构。门窗的抗三与锁点的配置方式也有很大的关系，只有在锁点均匀分布的情况下，才会使多点锁起最有效的作用；从构件弯曲最大挠度值来看，锁点比较靠近窗最大受力构件的中点部位，才能有效防止窗的构件弯曲变形；无论给窗配单边多点锁、还是多边多点锁，都要根据窗的洞口大小，合理配置锁点的分布距离。

5根据防盗要求选择

门窗的防盗性能也是业主非常关心的问题。铝合金门窗的防盗性能主要以锁具体现。锁具是门窗的咽喉，锁具必须具备两种性能，一是使用性能，要求操作灵活方法，使用寿命长；二是使用安全，要求牢固可靠，抗破坏力强。当然这两种性能是相辅相成，密不可分的。锁具的安全性能主要有以下几个方面：

①互开率；互开率是被开启次数与试开总次数的百分比，是锁具保密度的主要指标。直接影响锁具的安全性。一把钥匙开几把锁，锁的安全性能就得不到保障。

②方舌端面静载荷；方舌端面静载荷关系到锁具抗破坏性开启的能力和锁具的牢固度。行业标准要求方舌在端面承受1000N静载荷后仍能正常使用，静载荷过低，锁具很容易遭到破坏。

③锁舌伸出长度；锁舌伸出长度是锁具保密度的一个指标，关系到锁具的安全性，锁舌伸出长度越长，越不容易敲开，安全性越好。

④保险锁舌保险功能；保险锁舌性能直接影响其保险功能。标准规定球形门锁带保密柱的锁舌，当锁舌压至锁止位置时，锁舌伸出不小于6.4mm；保险柱伸出不小于5.6mm。对防盗要求较高的场合的铝合金门窗，锁具应选择安全性能高、质量好的产品。

6根据装饰要求选择

随着现代建筑技术的发展，门窗五金配件的装饰性显得越来重要。铝合金门窗五金配件不仅要满足其使用功能，而且应具备一定的装饰效果。目前门窗五金配件一般采用涂层的形式来增强防护装饰效果。五金配件常见的防护装饰涂层有以下几种：①镀金。是指采用电镀法在五金配件表面形成镀金层。具有美观华贵，化学稳定性好，且易于抛光等特点。为了改善纯金硬度低、不耐磨损的缺陷，现广泛采用镀金合金方法作为五金配件表面的防护装饰层。目前，利用离子镀和气相沉积法于真空条件下在五金配件表面镀上氮化钛镀层，是一种先进涂层，其色泽十分象黄金，但耐磨性却大大高出了电镀金合金和纯金数百倍至数千倍。在钢制件的表面除了镀氮化钛仿金层外，还可以在其表面镀铜锌合金仿金层。②镀银。分镀白银和镀碳化钛仿银。五金配件表面镀上一层白银层，镀银层具有强的反光能力，极好的导电性和可焊性，在空气中有极强的抗氧化的能力，能起到很好的防护和装饰效果。采用离子镀和气相沉积法在钢制五金配件表面生成一层银白色的碳化钛镀层，色泽极象白银镀层，而且其耐蚀性尤其是耐磨性远远高于白银镀层。③镀铬。镀铬层有较高的耐热性，在500℃的高温中，其外观仍然未见明显的变化，反光能力仅次于镀银层。④镀镍。在空气中五金配件表面有一层自然形成的钝化膜，因而具有较高的化学稳定性，在常温下对水和空气都是很稳定的。⑤氧化处理金属。五金配件表面人工制造的氧化膜可以起到防止内部金属继续与空气接触而产生腐蚀性氧化的缺陷。⑥表面喷涂油漆。五金配件表面喷涂油漆可以使其形成各种颜色的装饰层。为了提高五金配件表面防护装饰漆层的色泽和耐久性，一般多采用烘漆(烤漆)。⑦表面喷涂塑料。五金配件表面喷涂塑料是采用热喷枪将粉末状的塑料喷射在金属表面，在保温室内保持一段时间冷却后形成防护装饰层。铝合金门窗五金配件的选择，应兼顾其装饰要求选择。

7根据产品质量选择

五金配件的选择要考虑其通用性和合理性，同时要考虑配件生产的工艺性和材料质量。一般小作坊式生产配件的通用性和质量均无保障，同时其生产工艺也需要推敲斟酌，这种产品不要使用，而应选择合格厂商生产的优质产品。材料是保证门窗的性能、质量和安全的关键物质基础。目前，铝合金门窗所用的大多数材料包括各种附件等均已有国家或行业标准，但是还会有部分材料在尚无国家或行业标准的情况下生产。门窗所用的材料和附件均要符合一定的标准或技术条件规定，要有产品质量合格证书。一般来说，五金配件的材料中，执手、传动件等采用压铸锌合金；合页等采用铝合金；合页轴、锁点等采用不锈钢，锁座等采用锌合金或不锈钢材料；滑撑、风撑等采用不锈钢；塑料件均采用尼龙66的改性塑料。只有采用以上材料或近似的材料，才能使产品质量有基本保障。很多五金配件厂家为降低成本，经常在材料上做文章。以次充好，如用普通碳素结构钢冒充不锈钢。不锈钢316或304的价格与普通碳素结构钢的价格比一般为5：1，可见有利可图。选择五金配件时，应特别注重产品质量。

四、五金发展趋势

通过五金系统的开发设计，使其应该具备同时也赋予了门窗更多的功能，从而达到能够提供更舒适的居住环境的目的，为社会提供丰富的产品选择和技术支持。然而，达到这个目标并不是一件容易的事情，追求各项功能时往往为其之间的矛盾所困惑。最终的结果就窗户本身来讲，也许是一种折中方案，在各项选择的进退之间寻求一种组合，一种配置，一种价格性能比最优化的多功能产品，另一方面，将窗户放在一个更宽的背景中考虑，例如与健康建筑、节能建筑、生态建筑以及可持续发展建筑的观点联系起来，门窗五金将更具有生机，节能系统、采光系统、通风系统、遮阳系统与门窗的缺系将使五金件具有更准确的功能特性，以及与建筑各相关系统良好的适应性。

化学镀铝技术范文

Abstract：Basedonthetraditionallead-acidbatterycommonproblemssuchasplateleadbigdensity，lowutilizationrate，corrosionplateeasytocollapse，thispaperintroducesseveralkindsofwaysoflead-acidbatteryplatecomparedofotherdevelopmentmethods，summarizesvariouspreparationmethodsontheprocesstechnology，fromraisingtheweightratioenergyofthebattery，cyclelifeandchargeanddischargecapacity，etc.，anddiscussesthevariouspreparationmethodsoftheperformanceofthebattery，andthedevelopmentoftheirpreparationmethodsaresummarizedandprospected.Anditputsforwardplatestructureproducedbyakindofaluminummaterial.

关键词：微纳化；泡沫铅；铅碳电池；熔盐化学镀铅

Keywords：micro-nano；bubble-lead；lead-carbonbattery；moltensaltplating-lead

中图分类号：TM911.3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2016）12-0001-03

0引言

铅酸蓄电池发展到今天，它的各个方面的技术已经取得很大进展，但还存在铅酸电池的正负板栅利用率低和电解液硫酸化等问题，从而导致比能量低。从铅酸电池的内部构造可知，普通铅酸蓄电池的正负板栅主要由密度较大的物质铅构成，增加了铅酸电池自身的重量，相当一部分铅只是充当支撑和汇流的作用，并不参与电池自身充放电的作用，从而影响铅酸电池的比能量。轻型板栅，是利用密度较小的材料作为板栅基体，在板栅基体表面涂覆上一层金属铅或铅基合金，来组成板栅材料[1]。

结合近年来铅酸电池的发展，可知轻型板栅的制备工艺包括纳米技术，泡沫铅、浸镀等技术，本文主要从介绍几种铅酸电池极板的制备方法出发，总结铅酸电池的最新发展状况。

1纳米材料技术

研究学者逐渐将纳米材料技术运用到铅酸电池极板中，以提高极板的活性物质的均匀性和增大其表面积、导电性等。

天津大学王媛媛等[2]在铝基电镀铅锡合金的基础上引入了纳米复合镀的方法，借助纳米颗粒弥散化来提高镀层的性能，选用的纳米颗粒为ZrO2，根据沉降速度法测定，分散剂的加入量并非越多越好，而是存在一个最佳值0.5g/L。纳米ZrO2离子的引入，大大提高了各种镀层的硬度，以Pb-1.5%Sn合金镀层为例，复合纳米ZrO2离子后硬度提高了4.5倍。纳米复合镀技术虽然可以细化晶粒，获得均匀表面形貌，但引入ZrO2纳米颗粒，却增加了极板自身的质量，不利于提高电池的重量比能量。

山东大学陈婷等[3]首先研究铅基纳米PbO2薄膜电极的表面形貌与化学性能之间的关系，通过实验对比电极表面形貌发现，均一且规则的纳米结构有利于铅酸电池正极活性物质的放电反应；采用涂覆压片的方式，将纳米PbO2粉体材料制成膏状涂覆在导电基底两侧，可以直接作为铅酸电极的正极进行测试，采用液相氧化法，以CTAB作为形貌诱导剂，通过实验对比发现，以铅合金作为基底，Nano-PbO2微球作为活性物质制作的电极，在0.5C的放电倍率下，能达到101.8mAh/g的放电比容量，即理论放电比容量的45%，且经过100次循环以后，容量保持率在90%以上。

以上采用纳米材料技术一定程度上促进电极表面均匀形貌对电池产生好的充放电能力，有助于提高铅酸电池极板活性物质利用率，但是实际操作性较难和价格昂贵，不利于工业化生产。

2泡沫铅技术

制备泡沫铅的主要方法有铸造法、电沉积法、粉末冶金法等[4，5]。而把泡沫铅作为铅酸蓄电池板栅材料时，要将其直接加工成板栅形状，通常电沉积法和铸造法是较普遍的制备方法。邹智敏[6]等用泡沫碳化硅作为基板，制备的泡沫铅作为铅酸蓄电池正极板栅材料，表明泡沫铅提高蓄电池大电流放电能力的同时减轻了极板的表观密度；E.Gyenge[7]用RVC作为板栅，在板栅上电沉积制备泡沫铅，用泡沫铅作为铅酸蓄电池的正负极板栅，分析了泡沫铅板栅活性物质高利用率的原因：当充电时，与铸造铅板栅相比，泡沫铅板栅电池活性物质颗粒更小，孔状结构更多；刘荣佩等[8]采用渗流铸造法制作泡沫铅材料，测试所知泡沫铅多孔极板的强度与韧性比别的电极更高，同时质量更轻；戴长松等[9]把泡沫铅应用在铅酸蓄电池负极板板栅，结果表明泡沫铅能够提高铅酸电池大电流充放电能力。

高丽霞，胡信国等[10]选用聚氨酯泡沫作为基板，运用电沉积法生成泡沫铜，同时对泡沫铜进行热解还原，再以泡沫铜为基板，继而使用电沉积法生成泡沫铅，经过实验处理后，将其制成阀控铅酸电池负极板板栅，然后把泡沫铅和铅箔作为卷绕阀控铅酸电池负极板板栅，铅箔作为正极板板栅，使用超细玻璃纤维（AGM）隔板，按顺序层叠卷绕，制成卷绕阀控铅酸电池，进行反复充放电循环试验，实验结果与传统铅酸蓄电池相比，有大幅度提高。

徐晨等[11]采用聚氨酯海绵作为基板，先把聚氨酯海绵经过一系列处理后，再对其进行化学镀铜，然后把所得的泡沫铜在马弗炉中烧结，去除掉当中聚氨酯基体同时进行热处理，最后用电沉积法得到泡沫铅，经涂膏、固化化成后做成铅酸蓄电池正极板，组装成实验用电池。

泡沫铅技术相比传统电镀技术，不仅增大了活性物质的反应面积，而且还引入了泡沫的结构，提高了极板的电化学特性，但是孔径大小的最佳值与电化学反应的放电能力难以均衡，影响因素较多，诸如电解质浓度、添加剂等。

3铅碳电池技术

研究人员对铅碳电池的研发主要从结构与设计入手，负极板的研发逐渐成为国内外研发重点：一种为电容性与电池性的双性负极或只具有电容性质的碳负极；另一种是高含碳量负极的铅炭电池。所谓铅碳电池，是将各种碳材料特别是高比表面碳材料（如活性炭、碳气凝胶或碳纳米管等）添加在铅负极，起着碳材料的高导电性和对负极活性物质的分散性的作用，提高活性物质利用率和重量比能量，同时能阻止硫酸铅重结晶长大和失活。

美国AxionPower公司首次制造了铅碳电池[12]，选用碳材料的表面极为1500m2/g作为负极，在2004年对其进行测试，结果表明，这种电池能够充放电循环1600次，比传统铅酸电池提高3倍。Moseley等人[13-14]将碳材料渗流到负极板中，特别对电池的导电性进行了测试，对比未加碳的负极板，导电性有显著性提高，且内有降低铅酸电池的循环寿命。Nakamura和Shiomi等人[15]对混合电动车电池在高倍率部分荷电状态运行工况实验进行了模拟，进行循环寿命测试和负极活性物质表面的物理表征，验证了加入碳黑可以在一定程度上抑制铅负极的不可硫酸盐化，同时提出相应的作用机理。D.Pavlov等人[16]对负极板中碳的种类和比例进行了分析，在铅膏中加入不同比例和种类的碳，模拟微混电动车模式下进行快速充放电循环寿命测试，部分Pb-C电池循环寿命过万次。M.Fernandez[17]选用活性炭和石墨的分别加入负极板活性物质中，并按一定比例进行了试验，并制作Pb-C电池，含有1.5%膨胀石墨的Pb-C电池的循环寿命最长。DaisukeTashima[18]等人对含碳材料的负极板中的导电剂进行了研究，特别选用名为Ketjenblack的碳材料取代传统的乙炔黑，加入到碳负极板中，实验表明Ketjenblack导电剂表现了更好的导电效果与导电量。

李中奇[19]发明了双极性超级蓄电池的专利，应用双极性极板组装成的铅碳超级电池具有高反应率。周树良等[20]设计一种电容负极的电池结构组成超级铅碳电池，该电池包括正极板、隔板和负极板，且负极板涂覆定量活性炭，经实验测试后，该电池具有较好的充电接受能力，同时大电流充放电能力提高，铅酸电池的电解液的干涸和板栅筋条腐蚀问题均得到明显缓解。杨绍斌等人[21]将膨胀石墨用作电池负极板，加入乙醇进行和膏，经过一些方法处理后，乙醇将会挥发掉，检试膨胀石墨，可知其具有高导电性和比表面积的特性没有下降，所以与表面积相关的电容值相对较高。

刘宝生等人[22]筛选出碳纳米管和活性炭配合使用作为铅碳电池的负极使用，以这个为基础，运用正交设计优化配方进行试验，检测各种配方铅碳电池的性能，筛选出铅碳电池最优负极板配方，得到了优化的铅碳电池配方，活性炭0.3%、硫酸7.8%、木素0.08%、腐殖酸0.2%、碳纳米管0.8%，验证了铅碳电池中活性炭的作用机理，即活性炭的高比表面积可以提供较多的反应面积和空间，使得放电生成的硫酸铅能够分散开，抑制了硫酸铅结晶长大，同时活性炭具有吸附特性，在和膏过程中吸附一部分木素和腐殖酸等膨胀剂，在电池充放电过程中不断发生吸附和脱附，可以缓慢补充负极因溶解、氧化而损失的膨胀剂，因此也会抑制硫酸铅的不可逆结晶，进而提高脉冲循环寿命。

铅碳电池技术相对于传统电池技术，使得铅酸电池循环充放电能力提高，延迟了电池的硫酸盐化的时间，并且碳材料易得和价格便宜。其缺点是自放电较大，正极板腐蚀比较严重，质地脆且机械强度差。

4浸镀技术

传统铅酸电池的轻型板栅的制备，大多是寻找密度比铅低的轻金属，代替作为基板材料的那部分物质铅的用量，目前已进行试验过的金属有铜基、钛基、铝基、碳基、陶瓷基等。

Yolshina等[23]采用热浸镀技术制备出镀层厚度在20-100μm之间铜基负极轻型板栅。杜继红等[24]采用电镀技术制备了镀铜钛基板栅，且组装成试验电池，进行了检测，其寿命只有3次左右，失效的主要原因是活性物质铅脱落。Yolshina等[25]采用热浸镀技术制备铝基轻型板栅，并假设铅铝电池的正负极板均采用铝基轻型板栅，比能量可提高30%～35%。D.Kaushik等[26]制备了碳棒基轻型板栅电极。Atraverda公司研制出双极性铅酸电池用烦人Ebonex材料（Ti4O7和Ti5O9）[27]，比铅具有重量更轻、电子导电性更好等特点。

其中，郝科涛等[28]选用密度小、导电性较优、高机械强度的金属铝作为基板，采用金属浴熔盐化学镀铅工艺制备铝基镀铅轻型板栅，且将其装配在实验电池中，以便测试其在提高铅酸电池的比容量和降低电池重量的作用，结果表明，熔盐中逐渐加入SnCl2，镀层结合力会逐步增加，在合金浴中Me元素的加入，使基板与镀层的结合强度达到2.45MPa以上，铅酸电池重量减轻了13.7%，比能量提高15.9%，循环寿命达460次左右，并且铝基轻型板栅电池与纯铅板栅的放电性能相差不大。但是，在扩大实验中熔盐起泡问题是制约本工艺工业化应用的技术瓶颈。

与其他技术相比，浸镀技术可获得厚镀层，耐腐蚀性能好，且镀层附着性好，可进行一定的加工成型；另外，金属浴解决了化学镀后的孔洞问题。不足之处就是严重污染环境，热浸镀温度不好控制。

5其他改良铅酸电池极板技术

Kurisawa等[29]运用离子溅射法，研制出钛基SnO2涂层轻型铅酸电池板栅材料。国外一些学者运用热涂覆工艺在玻璃纤维表面获得一层铅，将这种镀铅玻璃纤维丝制作为铅布，即可制成铅布板栅，重量比传统电池可减轻67%[30]。司鑫壮等[31]将一定量的4BS添加于铅蓄电池正极中，组装成实验电池后，经测试，发现可以避免电池容量早衰，有效提高充放电循环寿命，特别是深循环寿命能有效延长。其它通过选取不同添加剂来提高电池板栅利用率的方式有很多，在这就不再一一叙述了。

6结束语

结合以上铅酸电池极板的改进方法，可知国内外一些专家试图通过减轻板栅质量来提高铅酸电池的重量比能量，这种方法理论上是可取的。由此，本文提出一种拉网式铝板栅，采用纳米复合镀的方法制作电池板栅，符合降低板栅质量、优良的结构、选用密度较小和强度较好的金属材料等要求。另外，部分有机物在结构方面具有先天性优势，可以借用其或者拥有内部分子结构强度较好、质量较轻的有机物分子材料来制作板栅。

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