CN109161722A - 一种稀土合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种稀土合金，其按质量百分比计的原料包括：0.05‑0.15%的Ca，0.08‑0.2%的Se，0.12‑0.48%的Sn，2.5‑4.0%的Ti，0.02‑0.08%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括20‑35%的Sm，30‑35%的La，35‑45%的Ce。该稀土合金适合作为铅酸蓄电池的板栅合金使用，其能量比高、功率高、可以深放电，具有寿命长，免维护及成本低等特点。
Description
技术领域
本发明涉及稀土合金技术领域，特指一种稀土合金。
背景技术
众所周知，目前铅酸蓄电池采用的正板栅合金主要为铅钙锡铝合金和铅锑合金，然而，采用传统合金的铅酸蓄电池在高温、高盐度湿度的特殊环境下，寿命一般只有一年左右，有的半年就需要更换。主要是由于板栅合金腐蚀、电解液干涸、充电不足、热失控等问题导致，造成电池循环寿命短、稳定性差。另外，若环境不稳定因素较高，具有较强的间歇性冲击，容易使电池季节性充压不稳定，至使铅酸蓄电池寿命大大缩短，因此，需要研发一种新型合金解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种稀土合金，特别是一种适用于作为铅酸蓄电池中板栅合金的新型合金。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明为一种稀土合金，按质量百分比计的原料包括：0.05-0.15%的Ca，0.08-0.2%的Se，0.12-0.48%的Sn，2.5-4.0%的Ti，0.02-0.08%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括20-35%的Sm，30-35%的La，35-45%的Ce。
优选的，本发明的一种稀土合金按质量百分比计的原料包括：0.1%的Ca，0.14%的Se，0.3%的Sn，3.25%的Ti，0.05%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括28.2%的Sm，32.1%的La，39.5%的Ce，其余为杂质。
本发明中，Se元素的可防止合金在时效过程中因内应力导致板栅脆裂的问题发生；
Ti元素可减轻板栅重量，增加硬度，提高板栅抗低温及耐腐蚀效果；
Sm 元素抑制腐蚀层PbO2的生长，减少了膜的电化学阻抗，降低析氧速率，减少早期容量损失，改善电池的循环性能；
La元素可以抑制阳极氧化铅和二氧化铅膜的生长，增加板栅与铅膏的结合力，活性物质能和板栅亲密接触，可解决印活性物质脱落而导致电池失效的问题；
Ce元素可以减少铅钙硒阳极膜的阻抗及改善耐腐蚀性能，对铅钙硒铈合金能降低析氢析氧的过程。
本发明的有益效果为：本发明的稀土合金适合作为铅酸蓄电池的板栅合金使用，稀土元素与钛、硒元素结合可以消除非平衡结晶造成的显微裂纹，提高合金强度及韧性，降低金属液体表面张力，与铅、锡元素结合可以在铅合金凝固时作为晶核，使晶粒细化，塑形增强，硬化网络密度增强，提高合金的机械强度。其能量比高、功率高、可以深放电，具有寿命长，免维护及成本低等特点。
具体实施方式：
实施例一：
一种稀土合金，按质量百分比计的原料包括：0.1%的Ca，0.14%的Se，0.3%的Sn，3.25%的Ti，0.05%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括28.2%的Sm，32.1%的La，39.5%的Ce，其余为杂质。
实施例二：
一种稀土合金，按质量百分比计的原料包括：0.05%的Ca， 0.2%的Se，0.48%的Sn，2.5%的Ti，0.08%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括20%的Sm，35%的La，44.8%的Ce，其余为杂质。
实施例三：
一种稀土合金，按质量百分比计的原料包括：0.15%的Ca，0.08%的Se，0.12%的Sn，4.0%的Ti，0.02%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括35%的Sm，30%的La，35%的Ce。
实施例四：
一种稀土合金，按质量百分比计的原料包括：0.1%的Ca，0.12%的Se，0.3%的Sn，3%的Ti，0.05%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括22.4%的Sm，32.5%的La，45%的Ce，其余为杂质。
实施例五：
一种稀土合金，按质量百分比计的原料包括：0.12%的Ca，0.15%的Se，0.28%的Sn，3.2%的Ti，0.07%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括29.8%的Sm，30%的La，40%的Ce，其余为杂质。
针对稀土合金与一般铅钙合金的析氢和析氧过电位的对比，如下表1：
表1
由表1可看出，添加稀土及钛、硒金属后，可以明显提高析氢和析氧过电位，因此可以提高铅酸蓄电池的免维护性能。
为了检测稀土铅基合金的力学性能，与一般铅基合金对比，其检测结果如下表2：
| 合金样品 | 抗拉强度 | 屈服强度 | 延伸率 | 硬度 |
| 铅基合金 | ≤53.8/MPa | ≤43.12/MPa | ≤11.69/MPa | ≤12.36/MPa |
| 稀土铅基合金 | ≥61.53/MPa | ≥56.32/MPa | ≥35.31/MPa | ≥14.21/MPa |
表2
由表2可以看出，添加稀土及钛、硒金属后，其合金抗拉强度、屈服强度及延伸率、硬度等性能均有提高。
当然，以上仅为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种稀土合金，其特征在于：按质量百分比计的原料包括：0.05-0.15%的Ca，0.08-0.2%的Se，0.12-0.48%的Sn，2.5-4.0%的Ti，0.02-0.08%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括20-35%的Sm，30-35%的La，35-45%的Ce。
2.根据权利要求1所述的一种稀土合金，其特征在于：按质量百分比计的原料包括：0.1%的Ca，0.14%的Se，0.3%的Sn，3.25%的Ti，0.05%的稀土，其余为Pb，其中，稀土包括28.2%的Sm，32.1%的La，39.5%的Ce，其余为杂质。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1398997A (zh) * | 2002-08-30 | 2003-02-26 | 复旦大学 | 铅蓄电池正极板栅用铅锡稀土多元合金 |
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| JP2006066283A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 密閉型鉛蓄電池用正極板および前記正極板を用いた密閉型鉛蓄電池 |
| CN104124457A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-29 | 超威电源有限公司 | 一种铅酸蓄电池的负板栅合金 |
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2018
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