CN102694180A - 一种铅镧蓄电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅镧蓄电池及制造方法，该种铅镧蓄电池的蓄电池极板包括正极板栅和负极板栅，正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-镧系元素合金材料铸造而成，其中镧系元素为La、Ce、Pr、Dy、Tm、Sm中的一种或混合物，该正极板栅的重量百分比如下：Ca为0.095-0.15％、Sn为1.0-2.0％、Al为0.025-0.035％、镧系元素为0.03-0.9％，余量为Pb及不可避免的杂质；负极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al合金材料铸造而成，该负极板栅的重量百分比如下：Ca为0.1-0.2％、Sn为1.5-2.5％、Al为0.025-0.035％，余量为Pb及不可避免的杂质。该种铅镧蓄电池解决现有铅酸蓄电池存在的问题。

Description

一种铅镧蓄电池及其制造方法
技术领域
本发明属于蓄电池领域，具体涉及一种铅镧蓄电池及其制造方法。
背景技术
蓄电池是二次电源，其种类很多、用途广泛，在工业、农业、服务业等行业里广泛使用，如电动汽车、船舶、飞机、动力机械等。在众多的蓄电池种类中，铅酸蓄电池是普及最广泛的一种，我国第一代铅酸蓄电池的极板采用铅锑合金，其锑的含量约7％故也可称铅锑蓄电池。由于锑的氢超电势较低，加速了在蓄电池不用时容易长生自放电，负极的铅自动与硫酸作用生成PbS04和氢带走电液产生的酸雾，对环境的污染大，正极的PbSO2-S板栅的铅自动作用生成PbSO4，随着硫酸晶体的不断长大，电容量和使用寿命缩短，因此蓄电池不用时也要加水、补充充电的经常维护保养。第二代铅酸蓄电池在负极铅板栅上采用铅钙合金，不用锑以提高氢超电势、减少自放电，另外把负极设计成过量的，使过充电时只有正极出氧，他将被负极的铅逐渐吸收，减少出气量同时减少了水的损失。第二代铅酸蓄电池比第一代蓄电池技术进步了很多，但求高仍存在着比特性低、产品质量不稳定、依旧存在污染环境等问题，而且生成工艺复杂，对生产设备的要求高。
发明内容
为了解决第一代、第二代铅酸蓄电池存在的问题，本发采用镧系金属元素与铅调配组成铅镧合金板栅，提供了一种铅镧蓄电池，包括蓄电池极板，所述蓄电池极板包括正极板栅和负极板栅，其特征在于：所述正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-镧系元素合金材料铸造而成，其中镧系元素为La、Ce、Pr、Dy、Tm、Sm中的一种或混合物，该正极板栅的重量百分比如下：Ca为0.095-0.15％、Sn为1.0-2.0％、Al为0.025-0.035％、镧系元素为0.03-0.9％，余量为Pb及不可避免的杂质；所述负极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al合金材料铸造而成，该负极板栅的重量百分比如下：Ca为0.1-0.2％、Sn为1.5-2.5％、Al为0.025-0.035％，余量为Pb及不可避免的杂质。
进一步的，所述正极板栅中的镧系元素为La和Sm的混合物，其在正极板栅中按重量百分比为0.47％。
进一步的，所述正极板栅中按重量百分比Ca为0.1％、Sn为1.5％、Al为0.03％。
进一步的，所述负极板栅中按重量百分比Ca为0.12％、Sn为1.7％、Al为0.03％。
上述铅镧蓄电池的制造方法，包括以下生产步骤：
(1)、制备蓄电池极板；
(2)、采用AGM隔板将蓄电池极板包片，形成极群组；
(3)、将正极极耳、负极极耳通过铸焊，分别焊接在一起，自动入群；
(4)、封接上盖；
(5)、焊接极柱，至少注灌三次极柱胶；
(6)、加酸静置四小时以上，按放电末期电压较一致的电池进行配组；
(7)、加盖安全阀。
铅镧蓄电池制造方法的步骤(1)中所述的蓄电池极板包括以下生产步骤：
(1.1)、制备正极板栅和负极板栅；
(1.2)、制备正极板铅膏和负极板铅膏；
(1.3)、将步骤(1.2)制得的正极板铅膏涂到步骤(1.1)制得的正极板栅上，得到正生极板；将步骤(1.2)制得的负极板铅膏涂到步骤(1.1)制得的负极板栅上，得到负生极板；
(1.4)、将步骤(1.3)制得的正生极板和负生极板高温固化，并对正生极板和负生极进行干燥；
(1.5)、生极板化成，将步骤(1.4)制得的正升级版和负生极板放到化成槽中进行化成制得正熟极板和负熟级板，并对制得的正熟极板和负熟极板进行干燥；
其特征在于：所述步骤(1.1)中所述的正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-镧系元素合金材料铸造而成，其中镧系元素为La、Ce、Pr、Dy、Tm、Sm中的一种或混合物，该正极板栅的重量百分比如下：Ca为0.095-0.15％、Sn为1.0-2.0％、A1为0.025-0.035％、镧系元素为0.03-0.9％，余量为Pb及不可避免的杂质；所述负极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al合金材料铸造而成，该负极板栅的重量百分比如下：Ca为0.1-0.2％、Sn为1.5-2.5％、Al为0.025-0.035％，余量为Pb及不可避免的杂质。
进一步的，所述正极板栅中的镧系元素为La和Sm的混合物，其在正极板栅中按重量百分比为0.47％。
进一步的，所述正极板栅中按重量百分比Ca为0.1％、Sn为1.5％、Al为0.03％。
进一步的，所述负极板栅中按重量百分比Ca为0.12％、Sn为1.7％、Al为0.03％。
进一步的，所述步骤(1.4)中正生极板和负生极板的固化温度为70-80℃。
本发明具有如下有益效果：
根据本发明提供的铅镧蓄电池，其蓄电池极板采用的铅镧合金板栅替代传统的合金板栅，经检测具有以下优点：一是铅镧蓄电池的析氢电势更高，有利提高蓄电池的电性能；二是铅镧蓄电池的晶体急剧细化，提高合金物理机械性能，增强板栅的耐腐蚀能力；三是铅镧蓄电池，大大提高了充(放)电能力；四是铅镧蓄电池的铅镧合金板栅与传统的合金板栅相比具有提高初始硬度和快速硬化的特点，同时能提高铅镧合金的韧性和流动性；五是铅镧蓄电池铅镧合金板栅的含镉量，正极≤0.0002％、负极≤0.0001％，已达到近无镉蓄电池的要求，旧蓄电池回收利用满足铅镧蓄电池无镉害的规定；六是镧及镧系元素具有抗血凝、抗癌、抗炎等作用，对人体不产生负面影响、不会给环境造成污染。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明进一步描述。
一种铅镧蓄电池，其制造方法包括以下生产步骤：
(1)、制备铅酸蓄电池极板；
(2)、采用AGM隔板将蓄电池极板包片，形成极群组；
(3)、将正极极耳、负极极耳通过铸焊，分别焊接在一起，自动入群；
(4)、封接上盖；
(5)、焊接极柱，至少注灌三次极柱胶；
(6)、加酸静置四小时以上，按放电末期电压较一致的电池进行配组；
(7)、加盖安全阀。
铅镧蓄电池制造方法的步骤(1)中所述的蓄电池极板包括以下生产步骤：
(1.1)、制备正极板栅和负极板栅；
(1.2)、制备正极板铅膏和负极板铅膏；
(1.3)、将步骤(1.2)制得的正极板铅膏涂到步骤(1.1)制得的正极板栅上，得到正生极板；将步骤(1.2)制得的负极板铅膏涂到步骤(1.1)制得的负极板栅上，得到负生极板；
(1.4)、将步骤(1.3)制得的正生极板和负生极板通过70-80℃高温固化，并对正生极板和负生极进行干燥；
(1.5)、生极板化成，将步骤(1.4)制得的正升级版和负生极板放到化成槽中进行化成制得正熟极板和负熟级板，并对制得的正熟极板和负熟极板进行干燥；
上述步骤(1.1)中所述正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-镧系元素合金材料铸造而成，其中镧系元素为La、Ce、Pr、D y、Tm、Sm中的一种或混合物，该正极板栅的重量百分比如下：Ca为0.095-0.15％、Sn为1.0-2.0％、Al为0.025-0.035％、镧系元素为0.03-0.9％，余量为Pb及不可避免的杂质；本实施例中正极板栅中按重量百分比Ca为0.1％、Sn为1.5％、Al为0.03％、镧系元素为La和Sm的混合物在正极板栅中按重量百分比为0.47％。
上述步骤(1.1)中负极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al合金材料铸造而成，该负极板栅的重量百分比如下：Ca为0.1-0.2％、Sn为1.5-2.5％、Al为0.025-0.035％，余量为Pb及不可避免的杂质。本实施例中负极板栅中按重量百分比Ca为0.12％、Sn为1.7％、Al为0.03％。
采用本实施例制造的铅镧蓄电池经北方汽车质量监督检验鉴定实验所和国家有色金属质量监督检验中心的检验(测试)报告与国家规定的铅酸蓄电池的技术标准对比如下：
表1、电动助力车用蓄电池电性能指标比较
Figure BDA00001747558200061
表2、电动汽车用蓄电池电性能指标比较
Figure BDA00001747558200062
Figure BDA00001747558200071
通过表1、表2体现的性能指标对比，采用该种铅镧蓄电池制造方法制得的铅镧蓄电池能居国内铅酸蓄电池同类产品技术领先水平。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种铅镧蓄电池，包括蓄电池极板，所述蓄电池极板包括正极板栅和负极板栅，其特征在于：所述正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-镧系元素合金材料铸造而成，其中镧系元素为La、Ce、Pr、Dy、Tm、Sm中的一种或混合物，该正极板栅的重量百分比如下：Ca为0.095-0.15％、Sn为1.0-2.0％、Al为0.025-0.035％、镧系元素为0.03-0.9％，余量为Pb及不可避免的杂质；所述负极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al合金材料铸造而成，该负极板栅的重量百分比如下：Ca为0.1-0.2％、Sn为1.5-2.5％、Al为0.025-0.035％，余量为Pb及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铅镧蓄电池，其特征在于：所述正极板栅中的镧系元素为La和Sm的混合物，其在正极板栅中按重量百分比为0.47％。
3.根据权利要求1或2所述的铅镧蓄电池，其特征在于：所述正极板栅中按重量百分比Ca为0.1％、Sn为1.5％、Al为0.03％。
4.根据权利要求1所述的铅镧蓄电池，其特征在于：所述负极板栅中按重量百分比Ca为0.12％、Sn为1.7％、Al为0.03％。
5.一种铅镧蓄电池的制造方法，包括以下生产步骤：
(1)、制备蓄电池极板；
(2)、采用AGM隔板将蓄电池极板包片，形成极群组；
(3)、将正极极耳、负极极耳通过铸焊，分别焊接在一起，自动入群；
(4)、封接上盖；
(5)、焊接极柱，至少注灌三次极柱胶；
(6)、加酸静置四小时以上，按放电末期电压较一致的电池进行配组；
(7)、加盖安全阀。
6.根据权利要求5所述铅镧蓄电池的制造方法，其特征在于：步骤(1)所述蓄电池极板包括以下生产步骤：
(1.1)、制备正极板栅和负极板栅；
(1.2)、制备正极板铅膏和负极板铅膏；
(1.3)、将步骤(1.2)制得的正极板铅膏涂到步骤(1.1)制得的正极板栅上，得到正生极板；将步骤(1.2)制得的负极板铅膏涂到步骤(1.1)制得的负极板栅上，得到负生极板；
(1.4)、将步骤(1.3)制得的正生极板和负生极板高温固化，并对正生极板和负生极进行干燥；
(1.5)、生极板化成，将步骤(1.4)制得的正升级版和负生极板放到化成槽中进行化成制得正熟极板和负熟级板，并对制得的正熟极板和负熟极板进行干燥；
其特征在于：所述步骤(1.1)中所述的正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-镧系元素合金材料铸造而成，其中镧系元素为La、Ce、Pr、Dy、Tm、Sm中的一种或混合物，该正极板栅的重量百分比如下：Ca为0.095-0.15％、Sn为1.0-2.0％、Al为0.025-0.035％、镧系元素为0.03-0.9％，余量为Pb及不可避免的杂质；所述负极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al合金材料铸造而成，该负极板栅的重量百分比如下：Ca为0.1-0.2％、Sn为1.5-2.5％、Al为0.025-0.035％，余量为Pb及不可避免的杂质。
7.根据权利要求6所述铅镧蓄电池的制造方法，其特征在于：所述正极板栅中的镧系元素为La和Sm的混合物，其在正极板栅中按重量百分比为0.47％。
8.根据权利要求6或7所述铅镧蓄电池的制造方法，其特征在于：所述正极板栅中按重量百分比Ca为0.1％、Sn为1.5％、Al为0.03％。
9.根据权利要求6所述的铅镧蓄电池的制造方法，其特征在于：所述负极板栅中按重量百分比Ca为0.12％、Sn为1.7％、Al为0.03％。
10.根据权利要求6所述铅镧蓄电池的制造方法，其特征在于：所述步骤(1.4)中正生极板和负生极板的固化温度为70-80℃。
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