CN106636737B - 一种动力型铅蓄电池正极板栅合金及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种动力型铅酸蓄电池正极板栅合金的配方及制备方法。其原料重量比组成为：钙0.03%‑0.12%，锡：0.03%—1.50%，铝：0.01%‑0.05%，钠：0.04%‑0.08%，银：0.008%‑0.016%，铋:0.02%‑0.03%，余量为Pb。本发明的正极板栅在制备过程中，首先在熔融的铅液里加入不易被空气氧化的锡、银、铋和少量的铝，然后再加入容易被空气氧化的钠和钙，先加入的铝可以浮于铅合金液表面，对后加入的钠和钙起到保护作用。确保了合金液成分的均一性。

Description

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金及制备方法

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种动力型铅酸蓄电池正极板栅合金的配方及制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池因其技术成熟，安全可靠，原料丰富，价格便宜，可回收利用等特点，成为了电动自行车，电动摩托车的首选动力装置。占据着电动自行车电池90％以上的电池市场。为保证电动车电池的使用寿命，必须采用耐强酸强氧化条件下腐蚀的板栅合金。

目前，电动车用正极板栅合金一般采用铅钙锡铝四元合金，但是该成分合金依然不能满足蓄电池的使用要求，往往在电池使用2～3年的时候发生板栅筋条的腐蚀断裂，导致电池寿命的终止。

发明内容

本发明为了解决铅酸蓄电池正极板栅合金腐蚀断裂的问题，提出了一种新的板栅合金配方，提高了正极板栅合金的耐腐蚀性和导电性能。

本发明的技术方案是：

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成为：钙0.03％-0.12％，锡：0.03％—1.50％，铝：0.01％-0.05％，钠：0.04％-0.08％，银：0.008％-0.016％，铋:0.02％-0.03％，余量为Pb。

本申请还公开了一种动力型铅蓄电池正极板栅合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照上述动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方称取电解铅錠、锡块、银錠和铋；

步骤2：首先将电解铅熔化升温至400℃，加入锡、银和铋，使其熔化，混匀；

步骤3：按照上述动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方称取铝箔，分成两部分，一部分用于包裹钠和钙，一部分预先加入铅锅，保护下一步溶于合金液的钠和钙；

步骤4：按照上述动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方，称取Ca和Na，擦去钙钠表面的保护油，分别用步骤3的铝箔包好；

步骤5：用铅勺将包裹好的钙、钠依次送入铅锅中，使其熔化，混匀；

步骤6：保持铅锅温度510-520℃缓缓搅拌30min；

步骤7：用配好的合金浇铸合金板栅；

步骤8：将浇铸好的正极合金板栅25℃常温储存7天，充分硬化后备用。

与现有技术相比较，本发明的积极效果是：

(1)本发明是在铅钙锡铝四元合金的基础上加入了钠，银，和铋。其中，加入钠改善合金的铸造性能和合金铅液的流动性，加入银是为了改善合金的导电性和耐腐蚀性，提高蓄电池的容量延长蓄电池的寿命，加入铋是为了提高活性物质和板栅合金界面的导电性，消除早期容量损失现象。

(2)本发明是在正极板栅合金中添加钠，银和铋，正极板栅合金的耐腐蚀性能和导电性能得到明显提高。耐腐蚀性能的提高可以延长正极板栅合金的使用寿命，从而延长电池的使用寿命；板栅导电性的提高，可以减少极板上下部的电压降，提高活性物质的利用率，改善蓄电池的容量性能。

(3)本发明的正极板栅在制备过程中，首先在熔融的铅液里加入不易被空气氧化的锡、银、铋和少量的铝，然后再加入容易被空气氧化的钠和钙，先加入的铝可以浮于铅合金液表面，对后加入的钠和钙起到保护作用。确保了合金液成分的均一性。

(4)本发明的正极板栅在制备过程中，先在熔融铅液中加入易溶于铅、低熔点、不易被氧化的锡和银，熔融温度相对较低，节能效果明显。先加入的锡和银对后加入的钙和钠起到保护作用。区别于现有的在铅钙合金母合金的基础上加入其它合金成分。本专利合金的合金成分更加稳定。

附图说明

图1本发明动力型铅蓄电池正基板栅合金与普通铅钙合金的组装电池循环性能对比图；

图2实施例1动力型铅蓄电池正极板栅合金腐蚀层金相显微图。

具体实施方式

以下用实施例进一步阐述本发明，这些实施例知识对本发明实施方式的描述，并不限制本发明的内容。

实施例1

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成如表1实施例1。

实施例2

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成如表1实施例2。

实施例3

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成如表1实施例3。

实施例4

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成如表1实施例4。

实施例5

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成如表1实施例5。

实施例6

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成如表1实施例6。

实施例7

一种动力型铅蓄电池正极板栅合金，原料重量比组成如表1实施例7。

实施例1-7所述的动力型铅蓄电池正极板栅合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方称取电解铅錠、锡块、银錠和铋；

步骤2：首先将电解铅熔化升温至400℃，加入锡、银和铋，使其熔化，混匀；

步骤3：按照动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方称取铝箔，分成两部分，一部分用于包裹钠和钙，一部分预先加入铅锅，保护下一步溶于合金液的钠和钙；

步骤4：按照动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方，称取Ca和Na，擦去钙钠表面的保护油，分别用步骤3的铝箔包好；

步骤5：用铅勺将包裹好的钙、钠依次送入铅锅中，使其熔化，混匀；

步骤6：保持铅锅温度510-520℃缓缓搅拌30min；

步骤7：用配好的合金浇铸合金板栅；

步骤8：将浇铸好的正极合金板栅25℃常温储存7天，充分硬化后备用。

表1 本发明实施例1-7动力型铅蓄电池正极板栅合金的化学成分(wt%)

序号	Ca	Sn	Al	Na	Ag	Bi	Pb
								实施例1	0.08	1.1	0.01	0.04	0.008	0.030	余量
实施例2	0.08	0.03	0.03	0.05	0.012	0.021	余量
								实施例3	0.03	1.5	0.05	0.08	0.010	0.022	余量
实施例4	0.11	0.08	0.03	0.07	0.009	0.023	余量
								实施例5	0.10	0.09	0.02	0.06	0.012	0.025	余量
实施例6	0.11	0.8	0.01	0.05	0.016	0.024	余量
								实施例7	0.12	1.2	0.03	0.04	0.016	0.020	余量

将本发明的动力型铅蓄电池正极板栅合金制作的板栅，与现有的Pb-Ca(0.12％)合金材料，分别组装入蓄电池中，制成6-DZM-20电池，对电池进行水损耗试验、循环耐久能力试验、寿命试验和腐蚀试验，其试验结果分别如下：

1.水损耗试验：依据GB/5008.1-2005，方法为蓄电池完全充电后，在恒压14.4±0.05V充电500小时，记录蓄电池的质量损失(GB/5008.1-2005中规定：蓄电池完全充电后，在恒压14.4±0.05V充电500小时，蓄电池质量损失不得大于4g)；

2.循环耐久能力：依据GB/5008.1-2005，以5I20放电1h，以14.8V±0.05V恒压充电2h组成一次循环。完成96次循环后，进行低温起动能力试验，以Is电流放电30s，记录蓄电池的端电压(GB/5008.1-2005中规定：以5I20放电1h，以14.8V±0.05V恒压充电2h组成一次循环。完成96次循环后，进行低温起动能力试验，以Is电流放电30s，蓄电池端电压不得低于7.20V)。

3.寿命试验：依据GB/5008.1-2005，完全充电蓄电池，以I20放电到端电压10.5V±0.05V的放电容量，370次循环后，记录蓄电池容量占额定容量的百分比。

4.腐蚀实验：在1.28g/ml硫酸中1.6V阳极电位下，合金腐蚀72h后，测量腐蚀层厚度，取其平均值。(实施例1的腐蚀层的金相显微图如图2-A中所示，现有的Pb-Ca(0.12％)合金正极板栅的腐蚀层的金相显微图如图2-B所示。)

表2 本发明实施例1-7板栅合金与现有Pb-Ca(0.12％)合金试验对比

Claims (1)

1.一种用于制备动力型铅蓄电池正极板栅合金的制备方法，其特征在于，所述动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料重量比组成为：钙0.03%-0.12%，锡：0.03%—1.50%，铝：0.01%-0.05%，钠：0.04%-0.08%，银：0.008%-0.016%，铋:0.02%-0.03%，余量为Pb；包括以下步骤：

步骤1：按照动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方称取电解铅錠、锡块、银錠和铋；

步骤2：首先将电解铅熔化升温至400℃，加入锡、银和铋，使其熔化，混匀；

步骤3：按照动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方称取铝箔，分成两部分，一部分用于包裹钠和钙，一部分预先加入铅锅；

步骤4：按照动力型铅蓄电池正极板栅合金的原料配方，称取Ca和Na，擦去钙钠表面的保护油，分别用步骤3的铝箔包好；

步骤5：用铅勺将包裹好的钙、钠依次送入铅锅中，使其熔化，混匀；

步骤6：保持铅锅温度在510-520℃，并缓缓搅拌30min；

步骤7：用步骤6制得的合金熔液倾倒在板栅模具中，浇铸成合金板栅；

步骤8：将浇铸好的正极合金板栅25℃常温储存7天，充分硬化后备用。