CN102447114B - 一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法，所述板栅按重量百分比计由下列组分组成：Ag 0.30％～0.50％；Ca 0.5％～0.7％；Sn 0.6％～2.0％；Al 0.1％～0.4％，Zn 0.6％～0.8％，余量为Pb，所述的制备方法包括将Ca、Al和Zn熔炼配制出Ca‑Al‑Zn的中间合金，并浇注成锭备用；然后将Pb、Sn和Ag熔炼后加入Ca‑Al‑Zn的中间合金，继续熔炼，完全熔化后，搅拌均匀并保温15～20分钟，静止，捞渣，取样分析合金化学成份，成分满足要求后调整浇注温度浇注成蓄电池板栅。

Description

一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法

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蓄电池板栅的制造方法。

背景技术

电动自行车阀控蓄电池用板栅是铅酸蓄电池中最重要的非活性物质，它起着支撑活性物质和导电的作用，板栅主要是铅锑(Pb-Sb)系和铅钙(Pb-Ca)系板栅合金。铅锑合金抗拉强度、延展性、硬度及晶粒细化作用明显优于纯铅极板；板栅在制造中不易变形；其熔点和收缩率低于纯铅，具有优良的铸造性能；Pb-Sb合金比纯铅具有更低的热膨胀系数，在充电循环使用期间，板栅不易变形。最重要的是Pb-Sb合金能有效改善板栅与活性物质之间的粘附性，增强了板栅与活性物质之间的“裹附力”，有利于铅蓄电池循环充放寿命，同时锑是二氧化铅成核的催化剂，阻止了活性物质晶粒的长大，使活性物质不易脱落，提高了电池的容量和寿命。而在当前电动自行车阀控蓄电池用板栅中Pb-Sb系板栅合金的代表就是铅锑镉(Pb-Sb-Cd)合金。但是由于Pb-Sb-Cd合金中Cd元素的存在，在生产时对一线的生产工人有着严重的危害，不环保。锑的存在造成免维护性能的降低，加入镉Cd的Pb-Sb-Cd合金免维护性能比Pb-Sb合金要好，所以不是银的存在造成免维护性能降低。

Pb-Ca系板栅合金具有优异的免维护性能，随着免维护铅酸电池的出现，逐渐替代Pb-Sb系板栅合金，而其中最常见的是铅钙锡镉(Pb-Ca-Sn-Cd)合金，但由于Ca元素的存在，使得合金的表面易生成高阻抗钝化膜且合金的耐腐蚀性能差，严重影响了电池充放电过程的进行和电池的使用寿命，虽说Cd元素在一定程度上抑制了高阻抗钝化膜的产生，但是并没有从更本上解决此问题，从而缩短电池的使用寿命；并且由于Cd元素是一种有毒的元素，工人在一线生产中对身体影响较大，不环保。

综上所述，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1)耐腐蚀较差

当用户使用Pb-Sb-Cd或Pb-Ca-Sn-Cd合金时，其合金晶间腐蚀现象严重，耐腐蚀性能差。

2)环保问题

当用户使用Pb-Sb-Cd或Pb-Ca-Sn-Cd合金时，由于合金中有毒元素Cd的存在对生产第一线的工人的健康有着严重的危害，不利于环保。

3)深放电循环寿命短

由于储能蓄电池可能处于阳光暴晒恶劣环境下，致使电池内部温度剧增，电池反应加速，蓄电池寿命缩短。Pb-Sb-Cd或Pb-Ca-Sn-Cd合金中在深循环使用由于钝化膜的存在，导致电池再充电困难，使电池出现早期容量损失，同样也会缩短电池深放电循环寿命。

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蓄电池板栅的制造方法，以期通过该方法所制备的蓄电池板栅解决现有技术中板栅的耐腐蚀性差、不环保以及寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法，所述板栅按重量百分比计由下列组分组成：Ag 0.30％～0.50％；Ca 0.5％～0.7％；Sn 0.6％～2.0％；Al 0.1％～0.4％，Zn 0.6％～0.8％，余量为Pb，所述的制备方法包括如下步骤：

按上述组分称量各组分的纯金属锭，将Ca、Al和Zn在820～850℃温度下，抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配制出Ca-Al-Zn的中间合金，并浇注成锭备用；将Pb、Sn和Ag在630～650℃温度下抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼，待合金熔化完毕后，加入Ca-Al-Zn的中间合金，继续熔炼，完全熔化后，搅拌均匀并保温15～20分钟，静止，捞渣，取样分析合金化学成份，成分满足要求后调整浇注温度浇注成蓄电池板栅。

本发明的方法具有如下有益效果：

1.金属Ag明显提高了板栅的机械强度和耐蠕变性能，改善了免维护电池的深放电循环性能，合金的腐蚀阻抗大大增强，且对钝化不敏感。

2.通过Ca、Al、Zn的组合替代有毒的Cd，利于环保，并且能使合金的耐腐蚀、深放电循环寿命等性能更佳。

3.所述的制备方法将各组分分别熔炼，可保证预想性能的实现。

具体实施方式

实施例一

一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法，所述板栅按重量百分比计由下列组分组成：Ag 0.30％；Ca 0.7％；Sn 0.6％；Al 0.4％，Zn 0.6％，余量为Pb，所述的制备方法包括如下步骤：

按上述组分称量各组分的纯金属锭，将Ca、Al和Zn在820℃温度下，抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配制出Ca-Al-Zn的中间合金，并浇注成锭备用；将Pb、Sn和Ag在650℃温度下抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼，待合金熔化完毕后，加入Ca-Al-Zn的中间合金，继续熔炼，完全熔化后，搅拌均匀并保温15分钟，静止，捞渣，取样分析合金化学成份，成分满足要求后调整浇注温度浇注成蓄电池板栅。

实施例二

一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法，所述板栅按重量百分比计由下列组分组成：Ag 0.50％；Ca 0.5％；Sn 2.0％；Al 0.1％，Zn 0.8％，余量为Pb，所述的制备方法包括如下步骤：

按上述组分称量各组分的纯金属锭，将Ca、Al和Zn在850℃温度下，抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配制出Ca-Al-Zn的中间合金，并浇注成锭备用；将Pb、Sn和Ag在630℃温度下抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼，待合金熔化完毕后，加入Ca-Al-Zn的中间合金，继续熔炼，完全熔化后，搅拌均匀并保温20分钟，静止，捞渣，取样分析合金化学成份，成分满足要求后调整浇注温度浇注成蓄电池板栅。

实施例三

一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法，所述板栅按重量百分比计由下列组分组成：Ag 0.40％；Ca 0.6％；Sn 1.3％；Al 0.25％，Zn 0.7％，余量为Pb，所述的制备方法包括如下步骤：

按上述组分称量各组分的纯金属锭，将Ca、Al和Zn在830℃温度下，抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配制出Ca-Al-Zn的中间合金，并浇注成锭备用；将Pb、Sn和Ag在640℃温度下抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼，待合金熔化完毕后，加入Ca-Al-Zn的中间合金，继续熔炼，完全熔化后，搅拌均匀并保温20分钟，静止，捞渣，取样分析合金化学成份，成分满足要求后调整浇注温度浇注成蓄电池板栅。

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)

1.一种电动自行车蓄电池板栅的制造方法，其特征在于，所述板栅按重量百分比计由下列组分组成：Ag 0.30％～0.50％；Ca 0.5％～0.7％；Sn 0.6％～2.0％；Al 0.1％～0.4％，Zn 0.6％～0.8％，余量为Pb，所述的制备方法包括如下步骤：

按上述组分称量各组分的纯金属锭，将Ca、Al和Zn在820～850℃温度下，抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼配制出Ca-Al-Zn的中间合金，并浇注成锭备用；将Pb、Sn和Ag在630～650℃温度下抽真空，通氮气保护的坩埚电炉中进行熔炼，待合金熔化完毕后，加入Ca-Al-Zn的中间合金，继续熔炼，完全熔化后，搅拌均匀并保温15～20分钟，静止，捞渣，取样分析合金化学成份，成分满足要求后调整浇注温度浇注成蓄电池板栅。