CN102703755A - 铅酸蓄电池板栅合金材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池板栅用合金材料的制备方法，包括如下步骤：按如下重量百分比准备原材料：Ca 0.08%-0.1%，Sn 0.5%-0.8%，Al 0.02%-0.04%，Zn 0.03%-0.08%，Ti 0.01%-0.035%，稀土0.05%-1.5%，余量为Pb，其中稀土为Ho、Er、Tm的混合物；制备Ti-Sn合金；制备Ca-Al中间合金；在高温熔炉中熔炼Pb-Zn，在570~620℃温度下熔炼，待合金熔化完毕后，加入之前得到Ti-Sn合金粉末Ca-Al中间合金粉末，升温将其所有合金融化后，搅拌均匀、静止、捞渣、取样，冷却、试样进行分析，根据试样成分进行合金成分调整，直至合金化学成分达到各组分的重量百分比要求。

Description

铅酸蓄电池板栅合金材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种电池板栅合金材料的制备方法，尤其涉及一种铅酸蓄电池板栅合金材料的制备方法。

背景技术

目前铅酸蓄电池的总产值为全部化学电源总产值的一半，铅酸蓄电池因其大电流放电性能在电动汽车、混合动力车、风力发电、太阳能电池以及通迅基础设施中得到广泛应用。而板栅合金材料是决定电池性能的关键，在铅蓄电池中，其大电流放电性能、浮充寿命、自放电、回收率及经济性等虽都占有优势。

目前，铅酸蓄电池为了实现密封和免维护要求，其正极板栅普遍采用低锑合金和铅钙合金，两种合金各有优缺点。低锑和无锑合金产生“早期容量损失”（即PCL现象），所以抑制其在免维护密封铅酸蓄电池领域中的应用。但是铅钙合金由于钙元素的存在，铅钙板栅合金与活性物质界面容易生成硫酸铅、硫酸钙、或半导体性质的氧化物阻挡层，增加蓄电池的内阻，降低蓄电池的充放电性能，当蓄电池用于循环用途时，容易发生早期容量损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种铅酸蓄电池板栅用合金材料的制备方法，以提高正极板栅的机械性能、耐腐蚀性能、充放电性能以及抗钝化等性能，延长铅酸蓄电池的循环寿命。

为了实现上述目的，本发明提供的一种铅酸蓄电池板栅用合金材料制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按如下重量百分比准备原材料：Ca 0.08%~0.1%，Sn 0.5%~0.8%，Al 0.02%~0.04%，Zn 0.03%~0.08%，Ti0.01%~0.035%，稀土0.05%~1.5%，余量为Pb，其中稀土为Ho、Er、Tm的混合物，混合物中的Ho、Er、Tm的重量百分比为：Ho为5%~10%，Er为20%~25%，Tm为65%~75%；

步骤2，制备Ti-Sn合金：将真空感应炉在氩气保护下升温至1750℃，所述真空感应炉的真空度＜0.1Pa，熔化纯钛，熔后，按步骤1的配比再加入锡块；待金属全部都熔化后，搅拌均匀，降温至600~500℃时，停止通入惰性气体气体，将得到钛锡合金液真空出炉，铸模，并粉碎；

步骤3，制备Ca-Al中间合金：将Ca、Al、稀土按步骤1所述的配比加入坩埚电炉中，在700~800℃温度下，抽真空、通氮气保护进行熔炼，配置出Ca-Al中间合金，粉碎；

步骤4，在高温熔炉中熔炼Pb-Zn，在570~620℃温度下熔炼，待合金熔化完毕后，按步骤1的成分配比分别加入步骤2中得到Ti-Sn合金粉末以及步骤3中得到的Ca-Al中间合金粉末，升温将其所有合金融化后，搅拌均匀、静止、捞渣、取样，在融化温度下保温1~2.5小时，再进行冷却，合金液的冷却速度控制在120K～150K/S；

步骤5，对步骤4所取试样进行分析，根据试样成分进行合金成分调整，直至合金化学成分达到各组分的重量百分比要求。

具体实施方式

实施例一

按如下重量百分比准备原材料：Ca 0.08%，Sn 0.5%，Al 0.02%，Zn 0.03%，Ti0.01%，稀土0.05%，余量为Pb，其中稀土为Ho、Er、Tm的混合物，混合物中的Ho、Er、Tm的重量百分比为：Ho为5%，Er为25%，Tm为70%，所述原材料的纯度均大于99%。

制备Ti-Sn合金：将真空感应炉在氩气保护下升温至1750℃，所述真空感应炉的真空度＜0.1Pa，熔化纯钛，熔后，按所述配比再加入锡块；待金属全部都熔化后，搅拌均匀，降温至550℃时，停止通入惰性气体气体，将得到钛锡合金液真空出炉，铸模，并粉碎。

制备Ca-Al中间合金：将Ca、Al、稀土按所述的配比加入坩埚电炉中，在700℃温度下，抽真空、通氮气保护进行熔炼，配置出Ca-Al中间合金，粉碎。

在高温熔炉中熔炼Pb-Zn，在570℃温度下熔炼，待合金熔化完毕后，按所述的成分配比分别加入之前得到Ti-Sn合金粉末以及之前得到的Ca-Al中间合金粉末，升温将其所有合金融化后，搅拌均匀、静止、捞渣、取样，在融化温度下保温2小时，再进行冷却，合金液的冷却速度控制在150K/S。对所取试样进行分析，根据试样成分进行合金成分调整，直至合金化学成分达到各组分的重量百分比要求。

实施例二

按如下重量百分比准备原材料：Ca 0.1%，Sn 0.8%，Al 0.04%，Zn0.08%，Ti0.035%，稀土1.5%，余量为Pb，其中稀土为Ho、Er、Tm的混合物，混合物中的Ho、Er、Tm的重量百分比为：Ho为10%，Er为25%，Tm为65%。

制备Ti-Sn合金：将真空感应炉在氩气保护下升温至1750℃，所述真空感应炉的真空度＜0.1Pa，熔化纯钛，熔后，按所述配比再加入锡块；待金属全部都熔化后，搅拌均匀，降温至600℃时，停止通入惰性气体气体，将得到钛锡合金液真空出炉，铸模，并粉碎。

制备Ca-Al中间合金：将Ca、Al、稀土按步骤（1）所述的配比加入坩埚电炉中，在800℃温度下，抽真空、通氮气保护进行熔炼，配置出Ca-Al中间合金，粉碎。

在高温熔炉中熔炼Pb-Zn，在570~620℃温度下熔炼，待合金熔化完毕后，按所述的成分配比分别加入之前得到Ti-Sn合金粉末以及之前中得到的Ca-Al中间合金粉末，升温将其所有合金融化后，搅拌均匀、静止、捞渣、取样，在融化温度下保温1.5小时，再进行冷却，合金液的冷却速度控制在120K/S。

对所取试样进行分析，根据试样成分进行合金成分调整，直至合金化学成分达到各组分的重量百分比要求。

经测试，根据实施例一和二制备出的板栅用合金，其耐腐蚀性能、机械性能及使用寿命均得到了显著的改善。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (1)

1.一种铅酸蓄电池板栅用合金材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，按如下重量百分比准备原材料：Ca 0.08%~0.1%，Sn 0.5%~0.8%，Al 0.02%~0.04%，Zn 0.03%~0.08%，Ti0.01%~0.035%，稀土0.05%~1.5%，余量为Pb，其中稀土为Ho、Er、Tm的混合物，混合物中的Ho、Er、Tm的重量百分比为：Ho为5%~10%，Er为20%~25%，Tm为65%~75%；

步骤2，制备Ti-Sn合金：将真空感应炉在氩气保护下升温至1750℃，所述真空感应炉的真空度＜0.1Pa，熔化纯钛，熔后，按步骤1的配比再加入锡块；待金属全部都熔化后，搅拌均匀，降温至600~500℃时，停止通入惰性气体气体，将得到钛锡合金液真空出炉，铸模，并粉碎；

步骤3，制备Ca-Al中间合金：将Ca、Al、稀土按步骤1所述的配比加入坩埚电炉中，在700~800℃温度下，抽真空、通氮气保护进行熔炼，配置出Ca-Al中间合金，粉碎；

步骤4，在高温熔炉中熔炼Pb-Zn，在570~620℃温度下熔炼，待合金熔化完毕后，按步骤1的成分配比分别加入步骤2中得到Ti-Sn合金粉末以及步骤3中得到的Ca-Al中间合金粉末，升温将其所有合金融化后，搅拌均匀、静止、捞渣、取样，在融化温度下保温1~2.5小时，再进行冷却，合金液的冷却速度控制在120K～150K/S；

步骤5，对步骤4所取试样进行分析，根据试样成分进行合金成分调整，直至合金化学成分达到各组分的重量百分比要求。