專利名稱：一種鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池制造領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活，其在整個(gè)化學(xué)電源中占有十分重要的地位和比例。近期，隨著電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車等電動(dòng)交通工具產(chǎn)業(yè)以及風(fēng)能、太陽(yáng)能新能源發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，相應(yīng)的動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池市場(chǎng)需求量十分巨大，其需求量增長(zhǎng)速度領(lǐng)先于其它化學(xué)電源。鉛酸蓄電池研發(fā)和生產(chǎn)中，通常檢測(cè)的是蓄電池的整體工作電壓，該電池電壓已經(jīng)包含了正極電位差、負(fù)極電位差、溶液和隔膜電壓降和各種歐姆電壓降。但蓄電池研究中經(jīng)常需關(guān)注正極或負(fù)極的電位變化情況，以獲得電池在充放電過(guò)程中極化過(guò)電位變化等重要的電極反應(yīng)信息，而傳統(tǒng)的電壓檢測(cè)方法難以滿足此要求。已經(jīng)有文獻(xiàn)提出采用參比電極來(lái)進(jìn)行單電極電位的檢測(cè)，如文獻(xiàn)《參比電極在鉛蓄電池兩極電極電位測(cè)量中的應(yīng)用》(劉廣林，《蓄電池》，1988(1)，24-27)，盡管在鉛酸蓄電池研究中可以采用Hg/Hg2S04參比電極、Ag/Ag2S04參比電極，但鎘電極因其制作簡(jiǎn)單、使用方便、性能較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而受到蓄電池行業(yè)科研和生產(chǎn)的歡迎。目前，鎘參比電極的制作方法:采用機(jī)械加工制作方法，由于鎘的熔點(diǎn)是320.9°C，受熱時(shí)質(zhì)軟，參比電極尺寸小，在車床等機(jī)加工時(shí)容易發(fā)生扭曲變形、難度大。此夕卜，機(jī)加工方法工作量大，鎘材料消耗量大、浪費(fèi)較嚴(yán)重；因電位測(cè)量穩(wěn)定性和保證使用壽命的要求，必須采用高純度或超高純度的鎘，材料成本高。此外，普通鎘參比電極尺寸相對(duì)較大，在電池內(nèi)部放置時(shí)，因空間不足造成使用不便，效果不好。本發(fā)明提出一種采用新型結(jié)構(gòu)的鎘參比電極及其制作方法，其特點(diǎn)是在合適的導(dǎo)電基體上采用電沉積方法獲得鎘鍍層，鎘鍍層純度極高，厚度可控，鎘材料消耗量較少、不浪費(fèi)。電極制作簡(jiǎn)易，使用方便，獲得良好的實(shí)際效果，在多種商用鉛蓄電池電池單體中正負(fù)極電位的測(cè)量中取得了應(yīng)用，獲得了穩(wěn)定可靠的正、負(fù)極實(shí)時(shí)電位信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，旨在采用非機(jī)械加工方法來(lái)制作鎘參比電極，解決傳統(tǒng)鎘電極機(jī)械加工中存在的加工難度大、鎘材料消耗多，且難以加工小尺寸型參比電極等問(wèn)題。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，包括步驟:挑選基體材料；對(duì)基體表面進(jìn)行除油、除氧化膜、清洗預(yù)處理；電鍍槽準(zhǔn)備，包括電鍍液體系的配制、鍍液溫度控制、鍍液傳質(zhì)控制，所述的鍍液溫度控制在20°C 55°C ;將基體放入電鍍槽，其上端部引出導(dǎo)線連接到直流電源陰極輸出端，進(jìn)行電鍍，使基體覆有鎘鍍層，得到鎘鍍層電極；針對(duì)鎘 鍍層電極進(jìn)行再處理。
作為優(yōu)選，步驟一，所述的基體為銅絲或銀絲或鎳絲。作為優(yōu)選，步驟三，電鍍槽底部設(shè)置磁力攪拌子，對(duì)應(yīng)電鍍槽外有磁力攪拌器，用于鍍液傳質(zhì)控制。作為優(yōu)選，步驟三，所述的鍍液體系采用酸性或中性或堿性無(wú)氰鍍液體系。 作為優(yōu)選，步驟五，對(duì)鎘鍍層電極用去離子水充分清洗，干燥，并進(jìn)行除氫處理。作為優(yōu)選，得到再處理后的鎘鍍層電極，在其底部及上部連同導(dǎo)線引出處進(jìn)行環(huán)氧樹脂封閉保護(hù)。本發(fā)明采取了上述改進(jìn)措施進(jìn)行，其有益效果顯著:(1)電沉積法制作的鎘參比電極中鎘鍍層的純度極高，實(shí)際使用中測(cè)量的電極電位相對(duì)更準(zhǔn)確，耐用性更好；(2)基體上鎘電沉積層的厚度可控，可按所需厚度要求改變電沉積時(shí)間。鎘材料消耗量少，不浪費(fèi)鎘材料，參比電極制作成本低；(3)鎘鍍層與基體結(jié)合力強(qiáng)，電極適用性廣；(4)電極制作方法簡(jiǎn)單，使用方便。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明鎘鍍層電極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中I是直流電源，2是鎘陽(yáng)極板，3是基體，4是基體引出導(dǎo)線，5是電解槽，6是磁力攪拌子，7是磁力攪拌器，8是環(huán)氧樹脂密封層。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明:實(shí)施例1參照?qǐng)D1所示，一種鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，步驟為:(1)挑選基體材料為銅絲；(2)對(duì)銅絲表面進(jìn)行除油、除氧化膜、清洗預(yù)處理；(3)電鍍槽準(zhǔn)備:電鍍槽底部設(shè)置磁力攪拌子，對(duì)應(yīng)電鍍槽外有磁力攪拌器，磁力攪拌器帶動(dòng)磁力攪拌子攪拌，電鍍液體系采用酸性體系，配方為甲基磺酸鎘85g/L，游離甲基磺酸50g/L，脂肪醇聚氧乙烯醚1.0g/L,明膠1.5g/L，鍍液溫度的控制為45°C ；(4)將銅絲插入電鍍槽，其上端部引出導(dǎo)線連接到直流電源的陰極輸出端，電解槽中的鎘陽(yáng)極板連電源的陽(yáng)極輸出端，控制陰極電流密度，調(diào)為100A/m2，電解槽內(nèi)通過(guò)磁力攪拌子的攪動(dòng)達(dá)到持續(xù)電鍍的能力，使得銅絲覆有鎘鍍層，即鎘鍍層電極；經(jīng)檢測(cè)，鎘鍍層中鎘的含量為99.99%。(5)針對(duì)上述得到的鎘鍍層電極用去離子水充分清洗，置于烘箱中干燥，并進(jìn)行除氫處理；(6)將上述脫氫處理后的鎘鍍層電極，在底部及上部連同導(dǎo)線引出處進(jìn)行環(huán)氧樹脂封閉保護(hù)。實(shí)施例2
(1)挑選基體材料為鎳絲；(2)對(duì)鎳絲表面進(jìn)行除油、除氧化膜、清洗預(yù)處理；(3)電鍍槽準(zhǔn)備:電鍍槽底部設(shè)置磁力攪拌子，對(duì)應(yīng)電鍍槽外有磁力攪拌器，磁力攪拌器帶動(dòng)磁力攪拌子攪拌，電鍍液體系采用酸性體系，配方為氨基磺酸鎘40g/L，游離氨基磺酸50g/L，間苯二酚1.5g/L，明膠2g/L，鍍液溫度為55°C ；(4)將鎳絲插入電鍍槽，其上端部引出導(dǎo)線連接到直流電源的陰極輸出端，電解槽中的鎘陽(yáng)極連電源的陽(yáng)極輸出端，控制陰極電流密度，調(diào)為80A/m2，電解槽內(nèi)通過(guò)磁力攪拌子的攪動(dòng)達(dá)到持續(xù)電鍍的能力，使得鎳絲覆有鎘鍍層，即鎘鍍層電極；經(jīng)檢測(cè)，鎘鍍層中鎘的含量為99.99%。(5)針對(duì)上述得到的鎘鍍層電極用去離子水充分清洗，置于烘箱中干燥，并進(jìn)行除氫處理；(6)將上述脫氫處理后的鎘鍍層電極，在底部及上部連同導(dǎo)線引出處進(jìn)行環(huán)氧樹脂封閉保護(hù)。實(shí)施例3其步驟以及基體材料與實(shí)施例1相同，所不同的是(3)電鍍液體系采用中性體系，配方為氯化銨180g/L，三乙酸銨60g/L，乙二胺四乙酸鈉15g/L，硫酸鎘45g/L，乙酸鈉30g/L，蛋白胨0.8g/L，鍍液溫度為30°C。(4)直流電源控制陰極電流密度為120A/m2。經(jīng)檢測(cè)，鎘鍍層中鎘的含量為99.99%。實(shí)施例4其步驟與實(shí)施例1相同，所不同的是所選的基體材料為銀絲，另外(3)電鍍液體系采用堿性體系，配方為硫酸鎘70g/L，三乙醇胺160g/L，三乙酸銨40g/L，硫酸銨30g/L，焦磷酸鉀40g/L，鍍液溫度為20°C。(4)直流電源控制陰極電流密度為150A/m2，經(jīng)檢測(cè)，鎘鍍層中鎘的含量為99.99%。。當(dāng)然，電鍍液配方的各組分含量這里提供的是優(yōu)選數(shù)值，還可以根據(jù)鎘鍍層所需的厚度改變各試劑的數(shù)值和電鍍時(shí)間。以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，其特征在于，包括步驟: (1)挑選基體材料； (2)對(duì)基體表面進(jìn)行除油、除氧化膜、清洗預(yù)處理； (3)電鍍槽準(zhǔn)備，包括電鍍液體系的配制、鍍液溫度控制、鍍液傳質(zhì)控制，所述的鍍液溫度控制在20°C 55°C ； (4)將基體放入電鍍槽，其上端部引出導(dǎo)線連接到直流電源陰極輸出端，進(jìn)行電鍍，使基體覆有鎘鍍層，得到鎘鍍層電極； (5)針對(duì)鎘鍍層電極進(jìn)行再處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，其特征在于，步驟一，所述的基體為銅絲或銀絲或鎳絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，其特征在于，步驟三，電鍍槽底部設(shè)置磁力攪拌子，對(duì)應(yīng)電鍍槽外有磁力攪拌器，用于鍍液傳質(zhì)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，其特征在于，步驟三，所述的鍍液體系采用酸性或中性或堿性無(wú)氰鍍液體系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，其特征在于，步驟五，對(duì)鎘鍍層電極用去離子水充分清洗，干燥，并進(jìn)行除氫處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，其特征在于，得到再處理后的鎘鍍層電極，在其 底部及上部連同導(dǎo)線引出處進(jìn)行環(huán)氧樹脂封閉保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池制造領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種鉛酸蓄電池用鎘參比電極的制作方法，包括步驟挑選基體材料；對(duì)基體表面進(jìn)行除油、除氧化膜、清洗預(yù)處理；電鍍槽準(zhǔn)備，包括電鍍液體系的配制、鍍液溫度的控制、鍍液傳質(zhì)控制；將基體放入電鍍槽，其上端部引出導(dǎo)線連接到直流電源陰極輸出端，進(jìn)行電鍍，使基體覆有鎘鍍層，得到鎘鍍層電極；針對(duì)鎘鍍層電極進(jìn)行再處理，本發(fā)明解決傳統(tǒng)鎘電極機(jī)械加工中存在的加工難度大、鎘材料消耗多，且難以加工小尺寸型參比電極等問(wèn)題，制作簡(jiǎn)單，鎘鍍層的純度高。
文檔編號(hào)H01M4/16GK103219496SQ20121001499
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者高云芳, 毛羽文, 毛有文 申請(qǐng)人:浙江榮鑫電源科技有限公司, 浙江工業(yè)大學(xué)