CN105671362A - 铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金及加工工艺 - Google Patents

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Abstract

一种铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金，由以下质量分数的组分制成：锑：0.5％～1％、纳米氧化钙：0.04-0.1％、四碱式硫酸铅：0.02-1％、镧：0.005～0.1％、碳化钛：0.002-0.003％、碳化钨：0.005～0.1％、铅为余量；制备工艺为：将铅先在500～600℃下熔炼，熔化后经过捞渣、搅拌，继续在500℃～600℃下保温30分钟，再依次加入碳化钛和碳化钨，升温至碳化钛和碳化钨全部熔化，连接搅拌15分钟，再加入纳米氧化钙、锑、四碱式硫酸铅和镧，保持熔铅炉的温度在550℃～650℃之间，经过捞渣、搅拌，继续在550℃～650℃下保温30分钟，然后将熔融液送入模具直接挤出制成正极板栅。通过挤出的方式直接成型，可使合金的晶粒变得细小均匀规则，能够改善合金的综合力学性能。

Description

铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金及加工工艺
技术领域
本发明涉及铅酸电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金及加工工艺。
背景技术
铅酸电池已经有130年的历史，具有性能可靠，生产工艺成熟，较镍氢电池和锂电池成本低等优点。目前的电动车绝大多数是采用密封式铅酸电池。密封式铅酸电池是将正、负极板交错叠放排列在电池盒内，正、负极板之间用绝缘隔板进行隔离，当电解液充入电池盒内，电解液与正、负极板上的铅进行化学反应。当电池充电时，变成硫酸铅的正、负两极板上的铅，把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，分别变成铅和氧化铅，使电解液中的硫酸浓度不断增加，电压上升，积蓄能量；放电时，正极板中的氧化铅和负极板上的铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，使电解液中的硫酸浓度不断降低，电压下降，使得能量降低，电池对外输出能量，故电池的循环充放电是电能和化学能不断转换的一个过程，最终实现能量的存储和释放。
传统铅钙板栅合金因腐蚀、电解液干涸、热失控、充电不足等问题导致铅酸蓄电池循环寿命短和电池稳定性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金及加工工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金，由以下质量分数的组分制成：锑：0.5％～1％、纳米氧化钙：0.04-0.1％、四碱式硫酸铅：0.02-1％、镧：0.005～0.1％、碳化钛：0.002-0.003％、碳化钨：0.005～0.1％、铅为余量；
所述的铅至少选用纯度为99.98％的纯铅。
上述镧母合金的制备工艺为：将铅先在500～600℃下熔炼，熔化后经过捞渣、搅拌，继续在500℃～600℃下保温30分钟，再依次加入碳化钛和碳化钨，升温至碳化钛和碳化钨全部熔化，连接搅拌15分钟，再加入纳米氧化钙、锑、四碱式硫酸铅和镧，保持熔铅炉的温度在550℃～650℃之间，经过捞渣、搅拌，继续在550℃～650℃下保温30分钟，然后将熔融液送入模具直接挤出制成正极板栅。通过挤出的方式直接成型，可使合金的晶粒变得细小均匀规则，能够改善合金的综合力学性能。
上述四碱式硫酸铅的制备方法如下：
1)收集铅酸电池生产中产生的废铅膏，将废铅膏送入沉淀池，加入清水进行搅拌清洗，然后自然静置沉淀；
2)取步骤1)中的沉淀物，在该沉淀物中加入适量铅粉(氧化铅)搅拌均匀，使沉淀物呈糊状(乳状)铅膏；铅粉的加入量使沉淀物能够成糊状即可；
3)将步骤2)中糊状铅膏放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽压力保温3-3.5小时，然后放去压力使糊状铅膏恢复至常态，保持2-5小时，如此连续2-3次，制得加压铅膏；
4)将步骤3)中得到的加压铅膏在100-105℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干铅膏待用；
5)将步骤4)中的干铅膏放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3-4小时；4BS的粒度达到20μm以下，且分布均匀，一致性也很好，晶体排列的一致性佳，而且结构达到稳定状态；
6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到四碱式硫酸铅。
本发明的有益效果是：采用本工艺制得的铅锑稀土板栅合金更加安全，使用寿命长，可用于环境无污染型的免维护蓄电池。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金，由以下质量分数的组分制成：锑：0.5％～1％、纳米氧化钙：0.04-0.1％、四碱式硫酸铅：0.02-1％、镧：0.005～0.1％、碳化钛：0.002-0.003％、碳化钨：0.005～0.1％、铅为余量；
所述的铅至少选用纯度为99.98％的纯铅。
上述镧母合金的制备工艺为：将铅先在500～600℃下熔炼，熔化后经过捞渣、搅拌，继续在500℃～600℃下保温30分钟，再依次加入碳化钛和碳化钨，升温至碳化钛和碳化钨全部熔化，连接搅拌15分钟，再加入纳米氧化钙、锑、四碱式硫酸铅和镧，保持熔铅炉的温度在550℃～650℃之间，经过捞渣、搅拌，继续在550℃～650℃下保温30分钟，然后将熔融液送入模具直接挤出制成正极板栅。通过挤出的方式直接成型，可使合金的晶粒变得细小均匀规则，能够改善合金的综合力学性能。
上述四碱式硫酸铅的制备方法如下：
1)收集铅酸电池生产中产生的废铅膏，将废铅膏送入沉淀池，加入清水进行搅拌清洗，然后自然静置沉淀；
2)取步骤1)中的沉淀物，在该沉淀物中加入适量铅粉(氧化铅)搅拌均匀，使沉淀物呈糊状(乳状)铅膏；铅粉的加入量使沉淀物能够成糊状即可；
3)将步骤2)中糊状铅膏放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽压力保温3-3.5小时，然后放去压力使糊状铅膏恢复至常态，保持2-5小时，如此连续2-3次，制得加压铅膏；
4)将步骤3)中得到的加压铅膏在100-105℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干铅膏待用；
5)将步骤4)中的干铅膏放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3-4小时；4BS的粒度达到20μm以下，且分布均匀，一致性也很好，晶体排列的一致性佳，而且结构达到稳定状态；
6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到四碱式硫酸铅。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金，其特征在于，由以下质量分数的组分制成：锑：0.5％～1％、纳米氧化钙：0.04-0.1％、四碱式硫酸铅：0.02-1％、镧：0.005～0.1％、碳化钛：0.002-0.003％、碳化钨：0.005～0.1％、铅为余量。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池正极板栅用镧母合金，其特征在于，所述的铅至少选用纯度为99.98％的纯铅。
3.一种制备权利要求1或2所述镧母合金的工艺，其特征在于：将铅先在500～600℃下熔炼，熔化后经过捞渣、搅拌，继续在500℃～600℃下保温30分钟，再依次加入碳化钛和碳化钨，升温至碳化钛和碳化钨全部熔化，连接搅拌15分钟，再加入纳米氧化钙、锑、四碱式硫酸铅和镧，保持熔铅炉的温度在550℃～650℃之间，经过捞渣、搅拌，继续在550℃～650℃下保温30分钟，然后将熔融液送入模具直接挤出制成正极板栅。
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