鉛酸蓄電池負板柵銅網電鍍鉛技術研究

李暉 黃子威

（中國船舶重工集團公司七一二研究所，武漢 430064）

1 銅網預處理

1.1 脫脂

銅網在其生產及成型過程中，表面沾染油類物質不可避免，電鍍時必須首先進行脫脂（即除油）處理，否則電鍍時要么鉛難以鍍上，要么鍍層結合力差易脫落。

常用的脫脂方法有化學脫脂、有機溶劑脫脂、電化學脫脂、擦拭脫脂和超聲波脫脂等[1]。

化學脫脂是利用熱堿液對油脂的皂化和乳化作用除去皂化性油脂，利用表面活性劑的乳化作用除去非皂化性油脂。堿液中氫氧化鈉含量不宜過高。堿液脫脂只能皂化動植物油脂，若銅網上含有礦物油脂，須加入皂粉、OP乳化劑等表面活性劑以除之。

超聲波脫脂是利用超聲波振蕩的機械能使脫脂液中產生數以萬計的小氣泡，在形成生產和閉合時產生強大的機械力，使物件表面黏附的油脂、污垢迅速脫離，從而加速脫脂過程，使脫脂更徹底。使用超聲波脫脂時脫脂液溫度和濃度不可過高，否則會阻礙超聲波的傳播，降低脫脂能力。

銅網脫脂采用堿液脫脂和超聲波脫脂相結合的方法。超聲波裝置安裝在堿液槽壁間，超聲波的使用可降低堿液濃度和溫度，既能節約能源，又能保護銅網免受腐蝕，脫脂效果也好。

銅網脫脂后必須充分清洗，以免將堿液帶入下道工序，影響浸蝕效果。

1.2 浸蝕

銅網脫脂后，進入浸蝕工序，浸蝕可將銅網上的氧化膜和銹蝕物除掉，提高銅網基體與鍍層的結合強度。

浸蝕液由硫酸、硝酸和鹽酸組成。室溫下，硫酸溶液對金屬氧化物的溶解能力較弱，提高溶液濃度，也不能顯著提高硫酸的浸蝕能力，因此其體積濃度保持在200～250 mL/L即可。鹽酸室溫下對金屬氧化物具有較強的化學溶解作用，體積濃度在3 mL/L左右；硝酸可有效除去銅網上的熱處理氧化皮，濃度一般為50～100 mL/L。硝酸和鹽酸混合作用使銅網呈現出金屬光澤，使用過程中應根據損耗量和銅網浸蝕光亮度適當添加硝酸以保持其濃度。

銅網浸蝕后必須經過流水和純水徹底清洗才能轉入電鍍工序。

2 氟硼酸鹽鍍鉛溶液的配制及成分要求

2.1 鍍液配制

先將一定量的純水注入鍍液配制槽中，在攪拌的情況下漸漸加入氫氟酸，再逐份加入硼酸，氫氟酸和硼酸反應生成氟硼酸：

為了使鍍液中不生成氟化鉛沉淀，溶液中不能有游離的氫氟酸存在，因此硼酸應過量。再慢慢加入氧化鉛粉，充分攪拌使其反應徹底，生成氟硼酸鉛：

或將堿式碳酸鉛加水調成糊狀，在不斷攪拌下慢慢加入氟硼酸中生成氟硼酸鉛：

靜置，過濾，再加純水，將密度調到合適程度后加入木素磺酸鈉或骨膠添加劑，攪拌均勻。

3.2 鍍液成分要求

為使鍍層結晶細致，保證較高的電流效率，除保持氟硼酸鉛濃度穩定外，鍍液中還要含有一定量的游離氟硼酸、游離硼酸和膠（或木素）添加劑。

氟硼酸的作用是保證PbO和鉛陽極的正常溶解，穩定溶液中的氟硼酸鉛，增加溶液導電性，使鍍層結晶變細，并減少枝晶的生成。

過量硼酸的存在是為了防止產生氟化氫，從而避免生成氟化鉛（PbF2）白色沉淀，使鉛陽極條溶解良好，鍍液穩定。

少量膠（或木素）添加劑主要是用來改善鍍層結晶。添加劑含量不足，鍍層粗糙，均鍍能力、深鍍能力差，容易產生枝晶；添加劑含量太高，鍍層會產生條紋。

陽極條要使用純鉛，銻、銀和銅的含量要盡量低，以免形成陽極泥，使鍍層粗糙。

氟硼酸鹽鍍鉛溶液較穩定，陽極溶解和陰極析出基本平衡，加上鉛離子含量的允許范圍較寬，因此溶液不需要經常調整。考慮到銅網工件的帶出損失，可根據生產情況，每周或每月分析一次，根據分析結果，適當補充氟硼酸、硼酸和添加劑。較長時間停止生產時，應取出鉛陽極條，以免鉛陽極過分溶解，造成溶液成分失調。鉛陽極條可保存于清水中[2]。

3 掛鉤及導電接觸

銅網電鍍過程中，鍍前預處理和電鍍液對電鍍質量的好壞固然重要，掛鉤及導電接觸的影響也不可忽視。

掛鉤是電鍍不可缺少的工具，銅網電鍍中，有兩種掛鉤，一種是連接陽極條和極棒，另一種是連接銅網和極棒。掛鉤既要固定銅網和鉛陽極條，又要保證電流均勻的流經銅網。應根據鉛陽極重而長、銅網輕而面積大等特征合理設計掛鉤：有足夠的機械強度和良好的導電性，接觸牢固，裝卸方便，重量輕，應盡可能提高生產效率。

導電接觸一般指掛鉤與極棒的接觸、掛鉤與陽極條的接觸、掛鉤與銅網的接觸等，導電接觸直接影響到電流的分布，各個接觸點應保持銅的色澤，這樣既能降低電阻也能減少由于局部接觸不佳導致的電流分布不均或不導電。特別是銅網有數件并聯電鍍時，如果導電接觸不好導致電流分布不均，其直接后果是引起鍍層重量的差異。建議對導電接觸部位要經常刷洗，保持潔凈。

5 電流和時間

電鍍時的電流和時間主要是根據鍍層面積、厚度以及工作效率的要求來確定。電流密度范圍較廣，一般在1～3 A/dm3之間，實際操作時可以分為1～3個階段進行。依據生產實際情況，在保證鍍層質量的前提下，電流和時間可適當調整，以達到最優化。

6 結束語

銅網電鍍是大容量鉛酸蓄電池生產中的一個重要工序，其工藝的確定是經過無數次的反復試驗研究得到的。生產中，必須重視工藝規定的各種技術參數，加強工藝管理。做到產品質量、經濟效益和環境效益三贏。

[1]曾華梁, 吳仲達等. 電鍍工藝手冊. 北京: 機械工業出版社, 1997.

[2]張忠誠. 水溶液沉積技術. 北京:化學工業出版社，2005.