CN107760922A - 一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，按重量百分比包括以下物质：锡为0.5～2.0％、铈为0.01～0.04％、镁为0.05～0.15％、钠为0.01～0.05％、银为0.001～0.004％，其余为铅。一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金制造方法，包括以下步骤：将铅加热到550～650摄氏度进行融化，然后依次加入锡、钠、镁、银搅拌，每加入一种金属元素后搅拌至少15分钟再加入下一种金属元素，加入铈搅拌35～50分钟，然后开始浇筑板栅。本发明的优点是：本发明在板栅合金添加镁，替代了传统金属钙，使板栅具有良好的导电性能和耐腐蚀性能，电池循环寿命达到800次以上，是动力电池的理想选择，实现板栅合金的革命性突破。同时根据各种金属元素的特性，依次加入各种金属原料，并进行长时间均匀搅拌，是他们之间有充分的反应时间。

Description

一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金及其制备方法。
背景技术
板栅合金成分对电池性能具有非常重要的影响。在蓄电池行业的发展中，经历了从纯铅到铅锑合金，从铅锑合金到铅钙合金的发展的历程。纯铅由于板栅合金较软，对于重力浇铸而言是无法完成操作的。影响了产业化的推进。锑添加到板栅合金中，可以提升板栅的硬度，而且具有非常好的循环性能，但是由于锑的析氢过电位较低，电池失水量较高，影响了电池的使用寿命。铅钙合金具有析气量较低，失水量少，但是硫酸钙是电的不良导体，电池深度放电存在循环寿命低的缺点。
作为动力电池应用中，比较理想的板栅合金，应具有耐腐蚀性能优良，析气量低，内阻低，使用寿命长等特点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金及其制备方法，能够有效解决现有板栅耐腐蚀性低、电池深度放电循环寿命低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，按重量百分比包括以下物质：锡为0.5～2.0％、铈为 0.01～0.04％、镁为0.05～0.15％、钠为0.01～0.05％、银为0.001～0.004％，其余为铅。
优选的，锡为0.5％、铈为0.01％、镁为0.05％、钠为0.01％、银为0.001％，其余为铅；该方案制作的板栅适合于蓄电池放电深度较低的环境中使用，对于平时上下班骑行的消费者最为适合。
优选的，锡为1.2％、铈为0.03％、镁为0.1％、钠为0.03％、银为0.004％，其余为铅；该方案适合于蓄电池骑行里程长，放电深度较深的消费者使用。尤其对那些大功率电动车，每天要将电池内部电量消耗殆尽的用户，该合金成分的蓄电池是其理想的选择。
优选的，锡为2.0％、铈为0.04％、镁为0.15％、钠为0.05％、银为0.003％，其余为铅；该方案适合于高温环境下使用的电动车用户，由于环境温度高，对板栅腐蚀加剧，通过提高Mg，Sn，Se含量，提高板栅强度和耐腐蚀性能，通过提高Sn含量，提高合金的导电性能和循环性能。从而延长的极板的使用寿命。
优选的，所述铅为电解铅，其中铅纯度≥99.994％；避免因铁、锰等有害金属的参入引起板栅耐腐蚀性能下降。
一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金制造方法，包括以下步骤：
步骤一：将铅加热到550～650摄氏度进行融化，然后依次加入锡、钠、镁、银搅拌至少15分钟以上，以便镁、锡、钠、银之间形成稳定合金结构；
步骤二：保持温度550～600摄氏度，加入铈搅拌35～50分钟，然后开始浇筑板栅。
优选的，所述步骤一中，每加入一种金属元素后搅拌至少15分钟再加入下一种金属元素；让加入的金属元素均匀分布，便于与后加入的金属元素进行反应，降低反应时间，提高生产效率，同时获得更加均匀的原料。
与现有技术相比，本发明的优点是：传统板栅采用铅钙锡铝四元合金，而本发明在板栅合金添加镁，替代了传统金属钙，在合金成分中，通过添加 Sn,Se,Mg,Ag,Na等成分能够使板栅具有良好的导电性能和耐腐蚀性能。
在板栅合金中添加锡的添加提高了板栅的抗蠕变性能和导电性能；
在板栅合金中添加稀土金属铈，可以提高板栅的硬度，缩短板栅的存放期，细化合金的晶相的作用；
在板栅合金中添加金属钠，提高了板栅的晶粒细化作用，提高了板栅耐腐蚀性能；
在板栅合金中添加金属镁提高了板栅的硬化程度；
在板栅合金中添加金属银，提高板栅的合金导电性能和细化金属晶相的作用。
电池循环寿命达到800次以上，是动力电池的理想选择，实现板栅合金的革命性突破。
同时根据各种金属元素的特性，依次加入各种金属原料，并进行长时间均匀搅拌，是他们之间有充分的反应时间。
具体实施方式
实施例一：
一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，按重量百分比包括以下物质：锡为0.5％、铈为0.01％、镁为0.05％、钠为0.01％、银为0.001％，其余为铅。该方案制作的板栅适合于蓄电池放电深度较低的环境中使用，对于平时上下班骑行的消费者最为适合。
实施例二：
一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，按重量百分比包括以下物质：锡为1.2％、铈为0.03％、镁为0.1％、钠为0.03％、银为0.004％，其余为铅；该方案适合于蓄电池骑行里程长，放电深度较深的消费者使用。尤其对那些大功率电动车，每天要将电池内部电量消耗殆尽的用户，该合金成分的蓄电池是其理想的选择。
实施例三：
一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，按重量百分比包括以下物质：锡为2.0％、铈为0.04％、镁为0.15％、钠为0.05％、银为0.003％，其余为铅；该方案适合于高温环境下使用的电动车用户，由于环境温度高，对板栅腐蚀加剧，通过提高 Mg，Sn，Se含量，提高板栅强度和耐腐蚀性能，通过提高Sn含量，提高合金的导电性能和循环性能。从而延长的极板的使用寿命。
上述实施例中，所述铅为电解铅，其中铅纯度≥99.994％。
一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金制造方法，包括以下步骤：
步骤一：将铅加热到550～650摄氏度进行融化，然后依次加入锡、钠、镁、银搅拌，每加入一种金属元素后搅拌至少15分钟再加入下一种金属元素，以便镁、锡、钠、银之间形成稳定合金结构；
步骤二：保持温度550～600摄氏度，加入铈搅拌35～50分钟，然后开始浇筑板栅。
传统板栅采用铅钙锡铝四元合金，而本发明在板栅合金添加镁，替代了传统金属钙，在合金成分中，通过添加Sn,Se,Mg,Ag,Na等成分能够使板栅具有良好的导电性能和耐腐蚀性能。
在板栅合金中添加锡的添加提高了板栅的抗蠕变性能和导电性能；在板栅合金中添加稀土金属铈，可以提高板栅的硬度，缩短板栅的存放期，细化合金的晶相的作用；在板栅合金中添加金属钠，提高了板栅的晶粒细化作用，提高了板栅耐腐蚀性能；在板栅合金中添加金属镁提高了板栅的硬化程度；在板栅合金中添加金属银，提高板栅的合金导电性能和细化金属晶相的作用。
电池循环寿命达到800次以上，是动力电池的理想选择，实现板栅合金的革命性突破。
同时根据各种金属元素的特性，依次加入各种金属原料，并进行长时间均匀搅拌，是他们之间有充分的反应时间。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，其特征在于：按重量百分比包括以下物质：锡为0.5～2.0％、铈为0.01～0.04％、镁为0.05～0.15％、钠为0.01～0.05％、银为0.001～0.004％，其余为铅。
2.如权利要求1所述的一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，其特征在于：锡为0.5％、铈为0.01％、镁为0.05％、钠为0.01％、银为0.001％，其余为铅。
3.如权利要求1所述的一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，其特征在于：锡为1.2％、铈为0.03％、镁为0.1％、钠为0.03％、银为0.004％，其余为铅。
4.如权利要求1所述的一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，其特征在于：锡为2.0％、铈为0.04％、镁为0.15％、钠为0.05％、银为0.003％，其余为铅。
5.如权利要求1至4中任一项所述的一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金，其特征在于：所述铅为电解铅，其中铅纯度≥99.994％。
6.一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将铅加热到550～650摄氏度进行融化，然后依次加入锡、钠、镁、银搅拌至少15分钟以上，以便镁、锡、钠、银之间形成稳定合金结构；
步骤二：保持温度550～600摄氏度，加入铈搅拌35～50分钟，然后开始浇筑板栅。
7.如权利要求6所述的一种高能动力铅酸蓄电池板栅合金制造方法，其特征在于：所述步骤一中，每加入一种金属元素后搅拌至少15分钟再加入下一种金属元素。
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