CN101494289A - 蓄电池的板栅及其生产方法和应用 - Google Patents

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张伟
陈红雨
李瑞珍
张德晶
陈顺
魏文武
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Zhuzhou Smelter Group Co Ltd
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Abstract

本发明实施方式提供了一种蓄电池的板栅及其生产方法和应用，该板栅及其生产方法和应用属于太阳能领域，该板栅的成份及各成份的质量百分比为：钙Ca：0.06％－0.14％；锡Sn：0.1％－1.9％；铝Al：0.01％－0.04％；铜Cu：0.01％－0.1％，余量为铅Pb。本发明具体实施方式还提供一种蓄电池的板栅的生产方法及其应用，该板栅及其生产方法和应用具有保护环境，对生产员工身体影响较小的优点。

Description

蓄电池的板栅及其生产方法和应用
技术领域
本发明涉及太阳能领域，尤其涉及一种蓄电池的板栅及其生产方法和应用
背景技术
太阳能作为21世纪最具发展潜力的能源，是一种清洁、高效和永不衰竭的的能源，人类重点开发的理想新能源。但太阳能储能是太阳能利用最薄弱的环节之一，作为太阳能发电系统的关键部分——储能电池(又叫蓄电池)，成为了制约太阳能利用的瓶颈。而蓄电池的板栅性能的好坏直接决定蓄电池的性能，所以板栅材料的好坏对蓄电池性能具有决定性作用，现有技术提供的蓄电池的板栅主要为铅钙合金，其包括铅、钙、砷、镉等元素。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术的技术方案存在如下问题：
由于现有技术中的板栅包括砷、镉元素，所以其对环境的影响较大，并且对生产员工的身体影响也较大
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明实施方式提供一种蓄电池的板栅及其生产方法和应用，所述板栅及其生产方法和应用具有保护环境，对生产员工身体影响较小的优点。
本发明的具体实施方式提供一种蓄电池的板栅，包括：该板栅的成份及各成份的质量百分比为：
钙Ca：0.06％-0.14％；
锡Sn：0.1％-1.9％；
铝Al：0.01％-0.04％；
铜Cu：0.01％-0.1％，
余量为铅Pb。
本发明具体实施方式还提供一种上述蓄电池的板栅的应用，该板栅应用于太阳能储能铅酸蓄电池。
本发明具体实施方式还提供一种上述蓄电池的板栅的生产方法，该方法包括：
A、将纯度至少为99.9％的Ca和纯度至少为99.9％的Al在抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配置出Ca～Al中间合金；所述坩埚电炉的温度为600～800℃；
B、将纯度至少为99.9％的Pb、纯度至少为99.9％的Sn和纯度至少为99.9％的Cu加入所述Ca～Al中间合金，并将所述坩埚电炉的温度调整为550～650℃，待熔化完毕后，进行搅拌、均匀、静止、捞渣处理后，保温0.5～3小时后冷却，所述冷却速度为102K/S～105K/S。
由上述所提供的技术方案可以看出，本发明实施例的技术方案使用铜替换了砷、镉，所有其具有保护环境，对生产员工身体影响较小的优点。
附图说明
图1为本发明具体实施方式所述的蓄电池的板栅生产方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施方式提供了一种蓄电池的板栅，该板栅的成份及各成份的质量百分比为：钙Ca：0.06％-0.14％；锡Sn：0.1％-1.9％；铝Al：0.01％-0.04％；铜Cu：0.01％-0.1％，余量为铅Pb。而该蓄电池的板栅的具体成份可以如表1所示：
表1：
成份   实施例11   实施例12   实施例13   实施例14   实施例15   实施例16
  Ca(％)   0.06   0.08   0.1   0.12   0.13   0.14
  Sn(％)   1.9   1.5   1.3   0.8   0.6   0.1
  Al(％)   0.01   0.02   0.025   0.03   0.035   0.04
  Cu(％)   0.1   0.09   0.07   0.05   0.02   0.01
  Pb   余量   余量   余量   余量   余量   余量
可选的，蓄电池的板栅还可以包括：银Ag：0.005％-0.2％；而包括银的蓄电池的板栅的具体成份可以如表2所示：
成份   实施例21   实施例22   实施例23   实施例24   实施例25   实施例26
  Ca(％)   0.06   0.08   0.1   0.12   0.13   0.14
  Sn(％)   1.9   1.5   1.3   0.8   0.6   0.1
  Al(％)   0.01   0.02   0.025   0.03   0.035   0.04
  Ag(％)   0.005   0.03   0.08   0.12   0.16   0.2
  Cu(％)   0.1   0.09   0.07   0.05   0.02   0.01
  Pb   余量   余量   余量   余量   余量   余量
下面通过对各元素的理论分析对蓄电池的板栅的技术效果进行详细的说明。
铜的晶体结构为面心立方晶格，与其他金属相比，铜具有良好的导电性、导热性和耐蚀性，铜稍硬、极坚韧、耐磨损，还有很好的延展性。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力。在许多合金中都含有铜，通过淬火、时效热处理，在合金中析出弥散分布的细小颗粒，而显著提高其强度，称为时效硬化铝合金。
合金中添加金属铜后蓄电池的板栅的腐蚀膜中导电性差的氧化铅及硫酸铅的生成量减少，进而改善了腐蚀膜界面的导电性，可以避免早期容量衰减现象的发生。铜添加到Pb-Ca-Sn-Al板栅合金中，铜是优异的细化晶粒，并有较高的氢的过电位，加入铜可降低合金在铸造时的氧化损失，提高合金的可铸性，增加合金的初期硬度。可保证板栅的机械强度、耐蚀性能以及电性能，还表现在：当Cu的质量百分比含量≤0.1％时，铜增加了板栅合金的抗拉强度，流动性及硬度，减少了板栅的脆性，扩大了铸造温度范围。而铜元素并没有毒性，所以其对环境以及员工身体的影响都较小。
所以说本发明具体实施方式提供的技术方案采用铜替换砷和镉后，不仅具有对环境以及员工身体的影响都较小的优点，其还具有板栅合金的抗拉强度，流动性及硬度，减少了板栅的脆性，扩大了铸造温度范围的优点。
而在板栅中添加Ag，可提高板栅的强度及蠕变强度，减缓板栅在使用过程中的过时效作用，Ag还可以抑制板栅合金腐蚀层的增长，增加了腐蚀层的导电性，提高了合金在硫酸溶液中的耐腐蚀性能，同时Ag增加了析氢过电位，降低析氧电位对温度的敏感性，所以说添加Ag，明显提高免维护铅蓄电池的深循环能力，特别是在过充电和高温的恶劣环境条件下，大大改善了蓄电池的循环寿命。
本发明具体实施方式还提供一种上述蓄电池的板栅的应用，该蓄电池的板栅应用于太阳能储能铅酸蓄电池。
本发明具体实施方式将上述蓄电池的板栅应用于太阳能储能铅酸蓄电池，从而提高了太阳能储能铅酸蓄电池的性能，并且保护了环境，对员工的身体影响也较小。
本发明具体实施方式还提供一种上述蓄电池的板栅的生产方法，该方法如图1所示，包括：
步骤11、将纯度至少为99.9％的Ca和纯度至少为99.9％的Al在抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配置出Ca～Al中间合金；该坩埚电炉熔炼的温度可以为600～800℃；
步骤12、将纯度至少为99.9％的Pb、纯度至少为99.9％的Sn和纯度至少为99.9％的Cu加入所述Ca～Al中间合金，并将该坩埚电炉的熔炼温度调整为550～650℃，待熔化完毕后，进行搅拌、均匀、静止、捞渣处理后，保温0.5～3小时后冷却得到发明具体实施方式提供的一种蓄电池的板栅，并控制冷却速度为102K/S～105K/S。
可选的，该进行保温0.5～3小时后冷却具体还可以包括，将进行搅拌、均匀、静止、捞渣处理后的合金取样检验合格之后，进行保温0.5～3小时后冷却，该检验合格为该进行搅拌、均匀、静止、捞渣处理后的合金的成份及成份的质量百分比含量符合本发明具体实施方式提供的一种蓄电池的板栅的成份及成份的质量百分比。
本发明具体实施方式提供的方法生产出的蓄电池的板栅具有对环境以及员工身体的影响都较小的优点，其还具有板栅合金的抗拉强度，流动性及硬度，减少了板栅的脆性，扩大了铸造温度范围的优点。
综上所述，本发明具体实施方式提供的技术方案，具有保护环境，对生产员工身体影响较小的优点；还具有板栅合金的抗拉强度，流动性及硬度，减少了板栅的脆性，扩大了铸造温度范围的优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1、一种蓄电池的板栅，其特征在于，所述板栅的成份及各成份的质量百分比为：
钙Ca：0.06％-0.14％；
锡Sn：0.1％-1.9％；
铝Al：0.01％-0.04％；
铜Cu：0.01％-0.1％，
余量为铅Pb。
2、如权利要求1所述的蓄电池的板栅，其特征在于，所述板栅还包括：
银Ag：0.005％-0.2％。
3、如权利要求1或2所述的蓄电池的板栅的应用，其特征在于，所述板栅应用于太阳能储能铅酸蓄电池。
4、如权利要求1所述的蓄电池的板栅的生产方法，其特征在于，所述方法包括：
A、将纯度至少为99.9％的Ca和纯度至少为99.9％的Al在抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配置出Ca～Al中间合金；所述坩埚电炉的温度为600～800℃；
B、将纯度至少为99.9％的Pb、纯度至少为99.9％的Sn和纯度至少为99.9％的Cu加入所述Ca～Al中间合金，并将所述坩埚电炉的温度调整为550～650℃，待熔化完毕后，进行搅拌、均匀、静止、捞渣处理后，保温0.5～3小时后冷却，所述冷却速度为102K/S～105K/S。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保温0.5～3小时后冷却具体包括：将进行搅拌、均匀、静止、捞渣处理后的合金取样检验合格后，保温0.5～3小时后冷却，所述检验合格为所述进行搅拌、均匀、静止、捞渣处理后的合金的成份及各成份的质量百分比符合如权利要求1所述的板栅的成份及各成份的质量百分比。
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