CN102403487A - 一种电动自行车用铅酸蓄电池正极的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.2～1.6、Al 0.2～0.6、Bi 0.01～0.02、Ag 0.02～0.08、In 0.02～0.05，Cu 0.05～0.10，余量为Pb，所述的制备方法为：(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1130-1150℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于640-660℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置15-20min；(3)调整浇注温度为570-580℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。

Description

一种电动自行车用铅酸蓄电池正极的制备方法

技术领域

本发明涉及电动自行车领域，特别涉及一种电动自行车用铅酸蓄电池正极的制备方法。

背景技术

随着能源的紧缺，电动自行车和混合动力汽车越来越受到市场的欢迎，但是蓄电池的充放电性能和深循环性能目前还不是很理想。对此，世界各国都在研究开发高性能的电池，解决铅酸蓄电池的可靠性、兔维护性、深循环、耐腐蚀等问题。

电动自行车在理论上可选择燃料电池、锂电池、镍氢电池、铅酸电池等作为动力电源，考虑到性能价格比，目前研究热点是锂电池，但商业化普遍使用的是铅酸电池，使用铅酸电池的优点是：(1)经济低廉，符合大众化的要求；(2)可大规模生产，技术较为成熟；(3)不排尾气，零排放，能减少环境污染；(4)节省石油资源；(5)使用成本较低，每公里约0.15元；(6)铅蓄电池可实现循环再生产，对资源压力小。因此可以讲在相当长时间内铅酸蓄电池将是电动自行车的首选动力。

目前，铅蓄电池正极板栅材料大多采用铅锑或铅钙合金。铅锑合金具有较好的机械铸造性能和深充、放电能力，但Sb³⁺离子易在隔板间迁移并在负极表面沉积，从而降低了负极上的析氢过电位，使电池在充电或过充电状态下极易析气失水，这将导致电池过早干涸而中止寿命；铅钙合金虽具有析气失水小，电池无须加水维护等优点，但在充电过程中，其正极板栅表面极易生长一层高电阻的阳极腐蚀层和发生严重的晶间腐蚀。由此，极大地影响了电池深充、放性能，缩短了电池的使用寿命。上述两种合金虽各有其优势，但均难以满足电池的长寿命的使用要求，急需开发一种既能消除锑易折气失水，又能避免钙易产生高电阻腐蚀层的缺陷的新型无锑、无钙正极板栅合金。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电动自行车用铅酸蓄电池正极的制备方法。该方法制备的正极材料既具有传统铅锑合金耐循环的功能，同时又具有充电时水分解小的优点。

为实现上述目的，本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.2～1.6、Al 0.2～0.6、Bi 0.01～0.02、Ag 0.02～0.08、In 0.02～0.05，Cu 0.05～0.10，余量为Pb，所述的制备方法为：

(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1130-1150℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；

(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于640-660℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置15-20min；

(3)调整浇注温度为570-580℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。

本发明利用金属Ag、Cu等微量地溶解于合金中，使它们迷散性的沉淀在固溶体中以及晶界线上，从而使腐蚀产物膜产生较好的导电性，降低了普通铅钙合金特有的阳极腐蚀膜的钝化效应。正极中Bi和In元素的添加，避免了二氧化铅膜的大量生成造成电池深循环性能下降的不足。

本发明相对于现有技术的有益效果为：

本发明正极无锑、无钙，替代传统正极合金，配方简单、组成合理，具有电阻率小、良好的抗氧化耐腐蚀性能、比较理想的机械强度和抗蠕变性能、较高的析氧电位、良好的自放电性能和免维护性能、优良的寿命循环能力，电化学性能较稳定。既具有传统铅锑合金耐循环的功能，同时又具有充电时水分解小的优点。采用此合金制造的电动自行车铅酸蓄电池，在整个电池使用寿命期间，电池无需加蒸馏水，既节约了能源，又给用户带来极大方便，同时降低了制造成本，减少了资源的浪费。

具体实施方式

实施例一

一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.2、Al 0.6、Bi 0.01、Ag 0.08、In 0.02，Cu 0.10，余量为Pb；所述的制备方法为：

(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1130℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；

(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于640℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置20min；

(3)调整浇注温度为570℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。

实施例二

一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.6、Al 0.2、Bi 0.02、Ag 0.02、In 0.05，Cu 0.05，余量为Pb；所述的制备方法为：

(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1150℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；

(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于660℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置15min；

(3)调整浇注温度为580℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。

实施例三

一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.3、Al 0.5、Bi 0.012、Ag 0.06、In 0.03，Cu 0.09，余量为Pb；所述的制备方法为：

(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1140℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；

(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于650℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置118min；

(3)调整浇注温度为575℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。

实施例四

一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.5、Al 0.3、Bi 0.018、Ag 0.04、In 0.04，Cu 0.06，余量为Pb；所述的制备方法为：

(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1140℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；

(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于650℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置118min；

(3)调整浇注温度为575℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。

实施例五

一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.4、Al 0.4、Bi 0.015、Ag 0.05、In 0.035，Cu 0.075，余量为Pb；所述的制备方法为：

(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1140℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；

(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于650℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置118min；

(3)调整浇注温度为575℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种电动自行车铅酸蓄电池正极的制备方法，其特征在于，该正极以重量百分比计由下列组分组成：Sn 1.2～1.6、Al 0.2～0.6、Bi 0.01～0.02、Ag 0.02～0.08、In 0.02～0.05，Cu 0.05～0.10，余量为Pb，所述的制备方法为：

(1)将Sn、Ag、In和Cu放入坩埚中，加热至1130-1150℃熔化，搅拌均匀，浇入锭模内，冷却后得到铸锭备用；

(2)将Al和Bi放在铅锅中冶炼，于640-660℃熔化并保温；将上述铸锭放入铅锅中，待铸锭熔化后搅拌均匀，并静置15-20min；

(3)调整浇注温度为570-580℃，浇注到板栅模具内，形成板栅。