MXPA00012939A - Aleacion para rejillas de bateria. - Google Patents

Abstract

Un elemento de bateria de plomo-acido que incluye una placa positiva o rejilla que se ha descubierto que involucra aleacion de Pb/Ca/Sn/Ag. Una interaccion entre el estano y la plata que conduce a niveles optimos de estano y plata, los cuales son sustancialmente diferentes que los indicados en el arte anterior. Los niveles optimos de estano y plata descritos resultan en una aleacion positiva, con propiedades mecanicas superiores y resistencia a la corrosion mejorada que conduce a duracion superior de la bateria en aplicaciones de SLI actuales. En una manera preferida, la aleacion incluye plomo, estano en el intervalo de aproximadamente 0.8% - 1.1%, plata en el intervalo de mas de 0 a aproximadamente 0.017%, con una relacion de estano a calcio mayor de aproximadamente 12:1.

Description

ALEACIÓN PARA REJILLAS DE BATERÍA INTERREFERENCIA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta es una continuación de No. de Serie 09/105,162 presentada el 26 de Junio de 1998. DECLARACIÓN CON RESPECTO A LA BÚSQUEDA O DESARROLLO FINANCIADO FEDERALMENTE . No aplica Antecedentes de la Invención Campo Técnico El campo de la invención es baterías que almacenan plomo-ácido, y más particularmente, una composición de aleación para rejilla de placa positiva compuesta de plomo, al menos 0.8% de estaño y cantidades mínimas de calcio y plata.

Arte Anterior Los requerimientos generales de todas las tecnologías (moldeo tipo libro, expandido, estampado, trenzado y cuerpo compuesto) para baterías plomo/ácido, de aleaciones para usar en rejillas, son como sigue: 1. Resistencia mecánica suficiente para la tecnología, y específicamente con velocidad de endurecimiento y dureza suficientes para permitir la Ref: 126061 producción de la batería con rejillas de estas aleaciones con el estado del arte de la tecnología de producción . 2. Resistencia a la corrosión muy buena, especialmente _ a la temperatura alta debajo de la cubierta del motor de los autos modernos. 3. Rejillas sin defectos de moldeo, tal como grietas por calentamiento. 4. Estabilidad de la microestructura (envejecimiento, ablandamiento). 5. Estabilidad del material de la rejilla contra el desprendimiento de componentes en el electrólito , lo que degrada el funcionamiento del elemento primario. 6. Capacidad de recarga. 7. Capacidad de reciclado. Las aleaciones del sistema Pb/Ca/Sn/Ag pueden satisfacer todos estos requerimientos, pero no todas las composiciones de la aleación pueden usarse en la práctica. Las cantidades de Ca, Sn, Ag y Al necesitan seleccionarse de acuerdo a algunas reglas. El impacto principal de los elementos básicos de la aleación son: Calcio: Agente de endurecimiento principal por medio de diferentes reacciones de precipitación basadas en calcio. Sin embargo, demasiado calcio causará envejecimiento y tasas de corrosión inaceptables. El contenido de calcio tiene que balancearse para obtener endurecimiento suficiente y tasa de corrosión tolerable. Sin agentes para la aleación adicionales, las aleaciones sin calcio o con muy poco calcio (<0.06%) son muy suaves y solo son útiles con tecnolagia de producción especial . Estaño: Adiciona nuevas reacciones de precipitación que conducen a (Pb,Sn)3Ca o Sn3Ca. El precipitado Sn3Ca homogéneo es el producto intermetálico dominante cuando la relación Sn:Ca es mayor de 9:1, y proporciona mejor resistencia a la corrosión que el precipitado (Pb,Sn)3Ca discontinuo, el cual es dominante a relaciones de Sn:Ca más bajas. (Referencias; patente alemana DE2758940 de Assmann 1979; Assmann and Borchers, Z. Metallkunde 69 (1978), páginas 43-49; Bouirden, Hilger, and Hertz, J. Power Sources 33, (1991), páginas 27-50; Prengaman 7th Int. Lead Conf. Pb ?80; Power Sources 67, 1997, 267-278). También mejora la capacidad de recarga aumentando la conductividad de la capa de corrosión (Referencias: H. Giess en Proc. Symp. Advances in Lead Acid Batteries 84-14, Electrochem. Soc. 1984; Miraglio et . al., J. Power Sources 53, 1995, 53-60); y estabiliza una microestructura de fraguado. (Referencia: Prengaman patente US 3,953,244).

Aluminio: Reduce la pérdida de calcio en los recipientes de fundición. Plata: 1. Aumenta la resistencia mecánica, especialmente la resistencia a la fluencia de los límites de grano ( Prengaman ) . 2. Aumenta las velocidades de endurecimiento (Assmann), lo que hace a las aleaciones bajas o medias en calcio una opción posible en términos de productividad. 3. Agrietamiento por calentamiento incrementado como se describe por Gene Valeriote, (1995) 6th Asian Battery Conference. 4. Sobrepotencial de oxígeno disminuido. Solo algunas combinaciones de Pb/Ca/Sn/Ag se usan para las necesidades especiales de los componentes de la batería: 1. PbCa binario: Ca 0.08-0.12%; endurecimiento rápido, pero envejecimiento rápido y tasa de corrosión correspondiente alta. Usado en la forma de rejillas de molde tipo libro, tira cilindrica moldeada o tira fraguada para Negativos. 2. Ca alto, Sn bajo: Típico Ca 0.08% Sn 0.3%; De uso universal para rejillas moldeadas tipo libro. Endurecimiento rápido, pero causa envejecimiento por la reacción de precipitación discontinua que resulta en ablandamiento (local) y tasa de corrosión muy alta. Fácil de manejar en producción, pero no satisface las expectaciones de duración útil actuales a temperatura alta, condiciones de tensión alta, especialmente para rejillas de batería SLI delgadas. 3. Ca alto, Sn bajo: Ca 0.06-0.10%, Sn 0.8-1.5%, Sn:Ca > 9:1 con las reacciones de precipitación de Sn:,Ca homogéneo preferido. Microestructura con mejor estabilidad comparada a Sn bajo; tasas de corrosión aún significativamente más altas que las de aleaciones de plomo sin Ca . 4. Ca bajo, Sn bajo a medio: Ca 0.025-0.06%, Sn 0.3-0.5%. De acuerdo a la regla Sn:Ca > 9:1 con precipitación de Sn;Ca preferido. Resistencia a la corrosión mejorada, pero la dureza y rigidez reducidas de las rejillas impiden el uso de rejillas SLI delgadas, pero en uso en rejillas gruesas de batería industrial. Se requiere el uso de rejillas delgadas, especialmente de metal expandido solo con la adición de más de 150 ppm de Ag (de preferencia más de 200 ppm de Ag) para mejorar el manejo de rejillas SLI delgadas. Esto se indica en las patentes U.S. 5,298,350; 5,434,025; y 5/691,087, referidas subsecuentemente. 5. PbSn binario: Las aleaciones de PbSn sin calcio usadas para material en tiras. En general demasiado suaves para ser adecuadas para tecnologías convencionales que producen placa SLI. Se han usado en baterías industriales grandes y en configuraciones enrolladas en espiral. En la presente aplicación de SLI, la duración total de una batería de plomo ácido se determina en gran parte por la aleación para la rejilla positiva. Varios factores contribuyen para hacer a la rejilla positiva el componente que limita la duración de la batería: 1) potencial de oxidación alto creado por la presencia del material activo positivo y ácido sulfúrico, 2) temperaturas altas ~ que aceleran la oxidación de la rejilla debido a que la batería se encierra en un espacio confinado en proximidad cercana al motor ICE, 3) conductividad relativamente pobre del material activo que emplea la mayoría de la carga de corriente que contiene en el miembro de la rejilla de Pb, y 4) igualación relativamente pobre de la estructura de cristal del material activo comparada con la rejilla de Pb con la que se debe poner en contacto eléctrico. Por esta razón, la aleación de la rejilla positiva ha sido el tema de una gran cantidad de literatura y patentes. Ahora la mayoría de las rejillas positivas SLI se hacen de aleaciones Pb/Ca/Sn o Pb/Ca/Sn/Ag. Estas aleaciones han ganado aceptación sobre las aleaciones Pb/Sb tradicionales en la colocación en el mercado, debido a su menor pérdida de agua, y a menudo se refieren como wsin mantenimiento". La aleación ternaria Pb/Ca/Sn se ha estudiado extensamente. En este punto, es claro que la tasa de corrosión total para esta aleación ternaria se controla por medio de dos factores clave: 1) concentración de Ca, y 2) la relación de "la concentración de Sn/Ca en la aleación. Mantener la concentración de calcio tan baja como sea posible reduce significativamente la tasa de corrosión, mientras que mantener la relación de concentración Sn a Ca más grande que 9:1 reduce la cantidad de Pb3Ca intermetálico en favor de Sn3Ca y reduce la tendencia de precipitación discontinua. Como resultado, una de las estrategias más exitosas para mejorar la aleación para la rejilla positiva fue usar tan poco Ca como fuera necesario para producir una aleación que endurece con el tiempo suficientemente rápido a una dureza adecuada que sobrevive al proceso de manufactura sin daño. Después de este método, la tasa de corrosión se redujo al límite práctico más bajo, mientras se reducía simultáneamente la cantidad de Sn caro, necesario para mantener una relación Sn/Ca favorable. Basándose en la composición de las aleaciones de rejilla positiva usadas típicamente en las baterías SLI antes de 1993, el intervalo práctico de calcio fue de 0.07% a 0.10% de Ca con intervalos de estaño asociados de 0.6% a 1.3% de Sn. Una cantidad más pequeña de trabajo ha explorado algunos aspectos del sistema de aleación cuaternaria Pb/Ca/Sn/Ag con implicaciones para aplicaciones de la rejilla positiva de batería (patente alemana DE2758940 de Assmann, 1979) . Más recientemente, en las patentes U.S. 5,298,350 y 5,434,025 se describe una aleación de plomo que contiene 0.3-0.7% de estaño y 0.015-0.045% de plata. La patente U.S. 5,691,087 también describe una composición similar. Sin embargo, la cantidad de estaño es de 0.3 a 0.9% con la" cantidad de plata que es igual que en las patentes discutidas previamente, i.e. 0.015 a 0.045% . La ventaja más importante ganada con la adición de plata a la aleación Pb/Ca/Sn ha sido la capacidad de aumentar la velocidad de endurecimiento con el tiempo de la aleación cuando el nivel de Ca es 0.06% o menor, de tal forma que las rejillas SLI pueden manufacturarse usando equipo de procesamiento convencional después de un período de tratamiento térmico aceptable. Desafortunadamente, la mayoría del trabajo reportado a la fecha, incluyendo en la presentación de la patente U.S. 5,298,350 una declaración de Rao, se han sacado conclusiones de datos de aleaciones ternarias comunes de Pb/Ca/Sn adicionadas con varios niveles de plata. Basándose en los mejores datos disponibles en el momento, lo referido previamente a patentes que se refieren a la aleación de Pb/Ca/Sn/Ag describen que las aleaciones para rejilla positiva descritas que tienen menos de D.015% de plata poseerían solo propiedades mecánicas marginales aún después de tratamiento térmico, y las aleaciones de rejilla positiva que tienen estaño en exceso de 0.7% tendrían duración útil inaceptable . Es uno de los descubrimientos importantes del presente trabajo que usando estaño a un nivel relativamente alto, así como una relación alta de estaño a calcio, el uso de plata no es un factor principal en tales características como endurecimiento rápido para manufacturación, dureza y tasa de corrosión baja para servicio útil extendido. La plata se espera que mejore la resistencia a la fluencia, pero el nivel puede y debe restringirse a menos de 0.02% en peso, para obtener rejillas de buena calidad. Este hallazgo representa una interacción inesperada y no reportada de estaño y plata en este sistema de aleación. Como resultado directo de esta interacción, la composición óptima de estaño y plata se coloca precisamente en niveles reportados previamente, que son inaceptables para la duración útil buena de una batería de plomo ácido (ver patente U.S. 5,298,350).

Breve Descripción de la Invención En un aspecto la invención proporciona un elemento de batería de plomo ácido, que comprende un vaso con al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso. Un separador se dispone dentro del vaso y separa las placas positivas y negativas. Un electrólito está en contacto con el separador y las placas. La placa positiva incluye una estructura que soporta la rejilla que tiene una capa de material activo empastado a la misma. La estructura que soporta la rejilla se compone de una aleación basada en plomo que incluye plomo, estaño en el intervalo de aproximadamente 0.8% a menos de aproximadamente 1.2%, y de preferencia aproximadamente 1.1%, estaño en una relación a calcio de más de aproximadamente 12:1, y plata en el intervalo de aproximadamente 0 a aproximadamente 0.017%, los porcentajes se basan en el peso total de la aleación basada en plomo. En otro aspecto, la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1. Aún en otro aspecto, la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1. En una forma preferida, el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.017%. En otra forma preferida, el calcio está presente en el intervalo de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055%, y la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1 con la plata presente en un intervalo de 0.005% a 0.017%. Aún en otra forma preferida, el calcio está presente en el intervalo de 0.03% a 0.055%, y la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1 con la plata presente en un intervalo de 0.008% a 0.015%. Aún en otro aspecto, el vaso, placas positivas y negativas y el separador comprenden una batería automotriz . Aún en otro aspecto, una estructura que soporta la rejilla con la aleación descrita previamente puede emplearse en varios tipos de baterías de plomo-ácido. Los objetivos de la invención incluyen por lo tanto : a. proporcionar una aleación para una estructura que soporta la rejilla en un elemento de batería, en donde la rejilla tiene un endurecimiento rápido para capacidad de manufacturación; b. proporcionar una aleación del tipo ya mencionado, la cual tiene dureza excelente; c. proporcionar una aleación del tipo ya mencionado, la cual tiene tasa de corrosión baja para duración útil extendida; d. proporcionar una aleación del tipo ya mencionado, la cual tiene calidad de moldeo mejorada con susceptibilidad de agrietamiento por calentamiento mínima; y e. proporcionar una aleación del tipo ya mencionado, la cual es particularmente adecuada para usar en una batería de plomo ácido. Los ya mencionados y otros objetivos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción. En la descripción, se hace referencia a los dibujos que la acompañan, los cuales forman una parte de la misma, y en los cuales se muestra a manera de ilustración modalidades preferidas de la invención. Tales modalidades no representan necesariamente el alcance completo de la Invención. Por lo tanto, se hace referencia a las reivindicaciones para interpretar el alcance de la invención.

Breve Descripción de los Dibujos Las Figs. 1-5 son cartas que ilustran ciertos resultados de pruebas de aleaciones que usan varias cantidades de estaño y plata. La Fig. 6 es una carta que ilustra ciertos parámetros críticos para la aleación de esta invención.

La Fig. 7 es una vista esquemática del proceso para producir una rejilla de soporte de la aleación de esta invención . La Fig. 8 es una vista elevada de una rejilla de soporte hecha de la aleación de esta invención. La Fig. 9 es una vista en perspectiva de una batería típica que emplea la rejilla de soporte de esta invención .

Descripción Detallada La selección de la aleación de acuerdo a esta invención proporciona un conjunto de reglas que describen un intervalo de contenido de calcio, estaño y plata, el cual da un balance óptimo entre la necesidad de obtener endurecimiento y resistencia por medio de reacciones de precipitación basadas en calcio, y para reducir tanto como sea posible la corrosión aumentada por el contenido de calcio. El impacto de calcio en la pérdida de peso por corrosión es dramático. Esto se sabe para aleaciones altas en calcio (0.08-0.13%) pero es verdad aún a contenido bajo de calcio. Las pruebas revelan los resultados de mediciones de pérdida de peso por sobrecarga de 0 a 0.08% de calcio. Esto favorecería el uso de contenidos de calcio muy bajos. Pero el uso de calcio < 0.06%, especialmente para las rejillas positivas SLI delgadas, y aún con estaño de acuerdo a la regla Sn:Ca > 9:1, no se recomienda en la práctica debido a que las tasas de resistencia y endurecimiento obtenibles no satisfacen ia necesidad de resistir los esfuerzos durante la producción de placas, y durante la duración útil de las baterías. La única forma conocida de usar la ventaja de calcio bajo (< 0.06%) es la adición de cantidades notables de plata como se describe en las patentes U.S. 5,298,350; 5,434,025; y 5,691,087 (200-600 ppm, preferentemente 300-450 ppm) referidas previamente. Estas patentes reivindican un intervalo estrecho para estaño: 0.3-0.7 ( -0.9 para sellado ) y plata (200 (150)-600 ppm) debido a que reportan que menos plata o más estaño resultan en la obtención de estabilidad o duración útil de la rejilla inaceptables. Especialmente 0.015 o menos contenido de plata no es posible debido a que las rejillas no son susceptibles de producirse con el estado del arte de las tecnologías. Sorprendentemente se ha encontrado como un aspecto de la presente invención que calcio < 0.06% es posible en el estado del arte de rejillas de batería SLI, sin usar el contenido alto de plata si el contenido de estaño está balanceado de la forma correcta. Las pruebas se condujeron para mostrar el impacto de estaño en calcio - 0.04% en la dureza final para adiciones de plata de 0 y = 0.03%. La dureza máxima se obtuvo para Sn:Ca > 20:1. La dureza máxima con y sin plata es casi 30% más alta que la de aleaciones con Sn:Ca aproximadamente 12:1. Esto significa que la resistencia mecánica de aleaciones con 0.06% de calcio o más se obtiene con un contenido bajo de calcio, como 0.04% si la concentración de estaño en la microestructura es suficientemente alta. Comparada a esta gratificación de contenido alto de estaño, la resistencia adicional adicionando plata es despreciable. Aún más dramática es la ventaja de contenidos de estaño incrementados en términos de velocidad de endurecimiento. Las pruebas se condujeron para mostrar el tiempo necesario para obtener 90% de la dureza máxima a 82CC (180T) de tratamiento térmico. Fue muy sorprendente que el tiempo máximo, i.e., la velocidad de endurecimiento más lenta, es necesario exactamente alrededor de la relación de 12 a 1 de estaño a calcio del estado del arte. Pero estos datos pueden explicar fácilmente la necesidad reivindicada de contenidos altos de plata en aleaciones bajas en calcio (< 0.06% de Ca) . La plata es acelerador de la velocidad de endurecimiento por un factor de 2, si el estaño a calcio está en el intervalo de 12 a 1. Esto explica la razón de Assmann y la referencia a las patentes U.S. que están reivindicando el efecto positivo de plata en aleaciones PbCaSn en ese intervalo . Se ha encontrado por los inventores que el uso de aleaciones bajas en calcio, sin necesidad de adicionar cantidades grandes de plata, es posible en la práctica si hay una cantidad "en exceso" suficiente de estaño disponible para las reacciones de endurecimiento. Estas aleaciones "calcio bajo-estaño alto" son favorables en términos de balancear la resistencia a la corrosión y la resistencia, y no satisfacen las necesidades de las tecnologías de producción. La adición de plata se espera que dé ventaja adicional, incrementando la resistencia a la fluencia para rejillas delgadas sometidas a servicio de temperatura alta. El contenido de plata puede y debe ser menor de 0.02% de Ag en peso para producir rejillas de buena calidad.

El segundo aspecto de esta invención es la adaptación de las reglas usuales de Sn:Ca para aleaciones bajas en calcio. Las reglas de composición conocidas, similares a Sn:Ca > 9:1, para evitar la precipitación discontinua de Pb3Ca no satisfacen la necesidad práctica de resistencia alta y endurecimiento rápido si se reduce el calcio a niveles alrededor de 0.04% y menores. Estas relaciones deben ajustarse al contenido menor de Ca para hacer el exceso necesario de estaño disponible en la rejilla. Eso significa que se necesita más estaño conforme se reduce el calcio para formar los precipitados intermetálicos, necesarios para obtener el efecto de endurecimiento requerido a partir de la cantidad menor de calcio. Como resultado, la relación óptima de Sn a Ca excederá en gran parte el 9:1 y aún el 12:1 preferido reportado antes. Las reglas del estado del arte indican que reducir la cantidad de estaño cuando se reduce la cantidad de calcio es aceptable, tanto como la relación de estaño a calcio se mantenga constante. Los resultados muestran que esta estrategia es incorrecta debido a que la cantidad de precipitados de endurecimiento se reduce grandemente para obtener resistencia y velocidad de endurecimiento suficientes de esta forma. La nueva regla es: El contenido de estaño debe incrementarse en vez de reducirse si se reduce el calcio. Lo referido previamente para datos de endurecimiento muestra que de hecho hay una relación crítica de estaño a calcio para el contenido específico de calcio. La dureza total por el uso completo de los átomos de calcio diluidos en la red del cristal pueden obtenerse solo si hay suficientes átomos de estaño alrededor. Entre menos calcio hay, se necesita más estaño para obtener la acción de endurecimiento completa. El tercer aspecto encontrado es que es necesaria menos plata en aleaciones bajas en calcio si la concentración de estaño está arriba del valor crítico. Las patentes del estado del arte indican que la plata es esencial para estos tipos de aleaciones y es crítica tanto para buena duración útil como para calidad aceptable de la rejilla. Las mediciones de tasa de corrosión hechas a temperatura alta a condiciones de sobrecarga muestran que si la reducción de plata abajo del límite crítico de 150-200 ppm, descrito en las patentes U.S. referidas anteriormente, reducirá la resistencia de corrosión para aleaciones que siguen la nueva regla de estaño a calcio. El resultado sorprendente fue que aleaciones en el área "calcio bajo-estaño alto" muestran, de hecho, un aumento ligero en la tasa de corrosión con contenido incrementado de plata . Similar a la necesidad de balancear el efecto positivo de calcio en términos de resistencia con el efecto negativo de tasa de corrosión incrementada, existe la necesidad de limitar la plata para obtener duración útil superior si la corrosión de la positiva es el factor limitante. Los resultados de la prueba muestran que un contenido reducido de plata (50 - 200 ppm) es favorable en términos de corrosión para aleaciones bajas en calcio altas en estaño. Tanto como la relación estaño a calcio esté arriba del límite crítico para obtener la dureza total, la selección de si o no adicionar plata se conduce solo por la necesidad de obtener alguna resistencia adicional a la fluencia (plata en los límites de grano) . El aluminio podría adicionarse de acuerdo a las necesidades de la tecnología para producción de rejillas (pérdida de calcio) . La velocidad de endurecimiento y la dureza máxima son importantes para una aleación de rejilla. Aumentar el tiempo para la velocidad de endurecimiento de una aleación facilita producción de baterías en volumen alto, a tasa alta, acortando el tiempo requerido para que la aleación obtenga resistencia aceptable para el procesamiento, manteniendo así inventarios de rejillas aceptablemente bajos. Aumentar la dureza máxima de la aleación mejora su capacidad de procesarse y ensamblarse en la batería final sin daño significante. La dureza también puede mejorar la durabilidad de las placas y reducir de este modo el riesgo de daño por vibración en el servicio. Aumentar tanto la velocidad de endurecimiento como la dureza máxima sin sacrificar la resistencia a la corrosión tiende hacia la mejora de la calidad total de la batería. Además de la dureza máxima de la aleación para la rejilla, la duración de la bateria automotriz también se impacta por la corrosión de la estructura de la rejilla de la placa positiva. Ya que el conductor promedio conduce -70 minutos al día, aproximadamente 5% de las veces la batería experimenta la tensión de carga del alternador (tensión de sobrecarga que se presenta típicamente). Más importante, esta tensión de carga actúa en conjunción con las temperaturas más altas abajo de la cubierta del motor de vehículos modernos durante la operación. El restante 95% de las veces la batería está en su tensión permanente (circuito abierto). Mientras el potencial del circuito abierto empieza a la temperatura de operación alta del vehículo, empieza a enfriarse rápidamente a la temperatura del aire ambiente. Estas dos condiciones de la rejilla positiva se simulan en pruebas de corrosión en laboratorio aceleradas, para evaluar las aleaciones para rejillas positivas por su potencial para extender la duración de la batería. Se ha demostrado correlación razonable entre pruebas de corrosión en laboratorio aceleradas y estudios que dan seguimiento a la duración de la batería a 75CC (167TF) . Tomados juntos, los parámetros anteriores proporcionan una buena base para evaluar la calidad de una aleación para rejilla positiva para una batería de plomo ácido. Para evaluar los niveles óptimos de estaño y plata para manufacturación y extensión de la duración de la bateria de plomo ácido, se diseñó estadísticamente un experimento con 4 niveles de estaño, y la plata se integró con el fin de generar una superficie de respuesta para cada uno de los parámetros importantes. Las aleaciones incluidas en la prueba diseñada se enlistan en la Tabla 1.

Tabla 1. Composición de la Aleación en los Estudios Diseñados 1.050 0.070 1.121 0.071 0.070 0.000 1.050 0.100 1.088 0.038 0.092 (0.008 I. Estudios de Período de Endurecimiento Las pruebas para determinar el impacto de la concentración de Sn y plata en la velocidad del período de endurecimiento y la dureza máxima se completaron en todas las aleaciones de la Tabla 1. Las aleaciones se moldearon en un molde de moldeado por gravedad bajo condiciones que producen una microestructura de moldeado que asemeja la microestructura de la rejilla moldeada por gravedad. La temperatura del recipiente de Pb se mantuvo a 400°C y la temperatura del molde se mantuvo a 204CC (400CF). Las muestras del material moldeado se montaron en epoxi. Después de curar las monturas de epoxi, típicamente 18 a 20 horas, las muestras se almacenaron a 82°C (180-F) y se removieron periódicamente para determinación de dureza Vic ers. Las muestras endurecieron típicamente de forma rápida durante las primeras 10 a 50 horas a 82°C (180°F) y después se nivelaron a una dureza máxima, típicamente en 100 horas a 82°C (180°F) . Ejemplos típicos de la dureza como una función del tiempo a 82°C (180°F) se muestran en la carta de la Figura 1.

Los datos mostrados en la Figura 1 se describen bien en una ecuación de la forma: Dureza = H0 + A (1 - e - Q.t) Ecuación 1 Para cada aleación, se estimaron los tres parámetros ajustables, H0, A y Q, y se usaron para calcular la dureza máxima y el tiempo requerido para alcanzar el 90% de la dureza máxima de acuerdo a: Dureza Máxima = E0 + A Ecuación 2 y Tiempo para 90% de Dureza Máxima = 1/Q . (2.303 - ln [ 1 + H0/A] Ecuación 3 El análisis de Dureza Máxima (Hmáx) y el Tiempo para 90% de Dureza Máxima ( ^) para cada una de las aleaciones de la Tabla 1 se muestra en la Tabla 2. La dureza máxima de la aleación depende más fuertemente solo de la concentración de Sn. El incremento más significante en la dureza máxima se presentó cuando el Sn se incrementó de 0.55% a 0.80%. Este aumento en estaño resultó en un incremento promedio en la dureza de 18 a 22 DPH ' (siglas en inglés de Dureza de Diamante Piramidal) . Aumentar además el estaño a 1.05% no mejoró significativamente la dureza. La Figura 2 ilustra claramente estas tendencias. La velocidad de endurecimiento de la aleación con 0.55% de Sn se incrementó significativamente por la adición de plata. Cuando la concentración de Sn fue de 0.80%, la velocidad de endurecimiento fue tan buena sin nada de plata como la de 0.55% de Sn con plata. Esta tendencia se ve claramente en la Figura 3.

Tabla 2. Dureza Máxima y Velocidad de Endurecimiento II. Estudio de Capacidad de Moldeo Desde un punto de vista de productores de baterías, es esencial asegurar buena calidad de la rejilla mientras se mantienen tasas de producción aceptables. En particular, las rejillas moldeadas deben estar libres de porosidad, grietas y defectos de moldeo similares. Valeriote (Valeriote, 6th Asian Battery "Conference proceedings) fue el primero en mencionar la tendencia en aumento de grietas por calentamiento en aleaciones de Pb/Ca/Sn/Ag debido a que la Ag aumenta el intervalo de solidificación de las aleaciones. De hecho, la propensión de agrietamiento por calentamiento requirió el desarrollo de un nuevo tipo de moldeador de tiras para manufacturar tiras de las aleaciones reivindicadas en las patentes referidas previamente (patentes U.S. 5,298,350; 5,434,025; y 5,691,087). Una serie de pruebas de moldeo por gravedad se completaron para examinar la propensión de la aleación de la presente invención para defectos de moldeo similares, usando el estado del arte de la tecnología de moldeo por gravedad para moldeo tipo libro. La Tabla 3 de abajo da como un ejemplo los resultados de aumentar el contenido de Ag en una de las aleaciones preferidas de la presente invención con Ca a aproximadamente 0.04% y Sn a aproximadamente 0.9% (relación Sn:Ca de aproximadamente 22:1) en la calidad de la rejilla.

Tabla 3. Evaluación de la Calidad de la Rejilla Moldeada .

Usando la misma geometría de rejilla SLI típica y las condiciones de moldeo, hay una tendencia incrementada de agrietamiento por calentamiento conforme se aumenta sistemáticamente la plata. Para el contenido de Sn de la presente invención, es claro que utilizar un contenido de Ag de 200 ppm o abajo resulta en calidad de la rejilla de buena a excelente. Las primeras grietas por calentamiento se encontraron para Ag alrededor de 220 ppm. El contenido preferido de Ag de las patentes referidas anteriormente resultó en la producción de una calidad de rejilla inaceptable. Este hallazgo podría explicar una de las razones para el límite de Sn en las patentes recientes de Pb/Ca/Sn/Ag.

La aleación 5 en la Tabla 3 se usó para verificar si un nivel de Ag muy alto es susceptible de moldeo si el contenido alto de Sn se reduce abajo del límite de 0.8%. El moldeo por gravedad de esta aleación resultó en agrietamiento por calentamiento muy severo y no es útil con la tecnología de moldeo por gravedad de la actualidad.

III. Estudios de Corrosión Cada una de las aleaciones de la Tabla 1 se corroyeron a 60°C durante 5 días a una tensión de carga simulada (1.35 V vs . Hg/Hg:S0 ) y una tensión de circuito abierto simulada (1.14 vs Hg/Hg-S0 ). Estos resultados se muestran en la Figura 4 y Figura 5 posteriores. La plata parece tener un impacto negativo pequeño en la corrosión por sobrecarga sin hacer caso del contenido de Sn. Para niveles de estaño de 0.55% y más altos, la plata parece no tener impacto en la tasa de corrosión en circuito abierto. En el nivel más bajo de Sn (0.30% de Sn) la plata parece reducir el grado de corrosión en circuito abierto. La evidencia de otros estudios ha mostrado que la precipitación discontinua se reduce por la adición de plata. Por lo tanto, el mejoramiento en la tasa de corrosión en circuito abierto podría deberse a la reducción en el contenido de Pb3Ca. Esto no se esperaría que fuera importante para aleaciones de contenido de estaño más alto, que favorece al precipitado Sn3Ca donde los datos no muestran efecto benéfico de la plata. El intervalo de estaño alto plata bajo proporciona la mejor combinación de propiedades para duración extendida de la rejilla positiva en la aplicación de SLI actual. Todos los datos de dureza y corrosión se optimizaron estadísticamente para identificar la aleación para rejilla positiva que proporciona las mejores características globales y proporciona por lo tanto la mejor solución intermedia de manufacturación y duración del producto. Los resultados muestran que para mantener simultáneamente, a) la tasa de corrosión de la aleación a < 2.1 mg de Pb/cpr, b) la dureza arriba de 21 DPH, y c) velocidad de endurecimiento abajo de 12 horas a 82°C (180CF) para 90% de dureza máxima, el Sn debe estar arriba de 0.87% y la Ag abajo de 0.0165%. Esta región se muestra claramente en la Fig. 6. También, de la Fig. 6 es claro que aumentar más el nivel de estaño y disminuir el nivel de Ag puede preservar la combinación ventajosa de las propiedades en la aleación. Por consiguiente es crítico que la Ag sea 0.02% o menos y el estaño 0.8% o más alto. La curva CO muestra los puntos de una tasa de corrosión de 2.1 mg de Pb/crrr. Abajo de esta curva la tasa de corrosión es menos que la representada por CO en la Figura 6. El punto de conexión de la línea CO con la abscisa cae en 1.04% de Sn. Las concentraciones reales de Sn están dentro del intervalo de 0.258% y 1.164% en el límite derecho del dibujo. La curva HR muestra los puntos donde se necesita una velocidad de endurecimiento de 12 horas para alcanzar 90% de la dureza máxima. A la derecha de esta curva representada por MH~ están las regiones con velocidad de endurecimiento más rápida. La curva MH muestra los puntos de una dureza máxima de 21 DPH. En el lado derecho de esta curva caen las regiones (MH+) donde puede alcanzarse mejor la dureza máxima. Para obtener buenos " resultados en estos tres campos, es decir en corrosión, velocidad de endurecimiento y dureza máxima, debe escogerse una aleación en una región donde el contenido de estaño es menos de aproximadamente 1.2% o 1.164%, como se muestra en la Figura 6. El contenido de plata debe estar abajo de 0.0165%, respectivamente abajo 0.017%. Los contenidos preferidos de estaño están en el intervalo de aproximadamente 0.8% a aproximadamente 1.1%. Los contenidos preferidos de plata estén en el intervalo de 0.005% a menos de 0.017% o 0.0165%, como se muestra en la Figura 6. Para evitar sensibilidad al agrietamiento por calentamiento (ver resultados en la Tabla 3) se prefiere usar contenidos bajos de plata en el intervalo de aproximadamente 0.0005% a aproximadamente 0.012%. Las aleaciones de la presente invención podrían producirse de la manera convencional, adicionando los constituyentes al plomo fundido en las cantidades prescritas y mezclando para obtener un fundido homogéneo. De una forma preferida, se adicionan 0.95% de estaño, 0.01% de plata, 0.045% de calcio y 0.015% de aluminio al plomo fundido. Los porcentajes se basan en el peso total de la aleación de plomo. Un método preferido para moldear la aleación de esta invención, así como empastar la rejilla resultante, se muestra en la FIg. 7. Un recipiente de plomo 10 se muestra con un venteo 11. La temperatura en el recipiente de plomo 11 debe mantenerse entre 488°C y 543°C (910"F y 1010T). Además~de los intervalos de Ca, Sn y Ag especificados, debe adicionarse Al de 80 ppm a 180 ppm para evitar pérdida excesiva de calcio durante el procesamiento. La aleación se vierte en un molde tipo libro 12 de una máquina de moldeo de rejillas por gravedad, donde el molde se mantiene entre 182C'C y 215°C ( 360"F y 420"F) . Las rejillas de la aleación especificada se moldean a tasas comparables a otras aleaciones de uso común en la industria . La rejilla moldeada resultante o estructura que soporta la rejilla 14 se coloca en el transportador 13, el cual se mueve por medio de rodillos 15. Se apilan como se muestra en 17 y se mantienen en el transportador por medio de las orejas 18. Las rejillas avanzan después al alimentador de rejillas 20 que tiene ganchos agarradores 21, los cuales mueven las rejillas 14 en el transportador 22, el cual las coloca abajo de una tolva de pasta 23, donde se aplica la pasta positiva usual. Después de empastar, las rejillas empastadas 25 se apilan como se muestra en 26. La rejilla 14 se muestra en una vista alargada en la Fig. 8 con la oreja típica 18. Se utiliza en una batería típica plomo-ácido SLI sin mantenimiento como se muestra en 30 en la Fig. 9. La batería incluye el vaso usual 32 con las placas 25 unidas juntas por la abrazadera 38. Las placas tienen los separadores 40 entre las mismas y se unen junto con las placas negativas y positivas alternadas en el elemento 42. La batería también incluye la cubierta usual 46, con un grupo de tapas de venteo 48, y la correa de transporte 50. También existen las terminales estándar 44 y las placas y separadores que hacen contacto con el electrólito . Mientras que las cantidades específicas de estaño, plata, calcio y aluminio se han descrito previamente como una aleación preferida, estas cantidades pueden variar como sigue, por ejemplo: El contenido de plata puede estar en el intervalo de 0.005% a 0.017%. La cantidad de estaño puede estar en el intervalo de 0.8% a 1.1% con una relación de estaño a calcio mayor de 12:1. Alternativamente, el calcio puede presentarse en una cantidad de 0.03% a 0.055% con la relación de estaño a calcio que es de 15:1, y la plata se presenta en un intervalo de 0.005% a 0.02%. Además la relación de estaño a calcio puede ser de 20:1 y la plata presentarse en el intervalo de 0.008% a 0.015%. El aluminio puede eliminarse o emplearse en un intervalo de 0.008% a 0.03%. Mientras que se ha mostrado la estructura que soporta la rejilla 14 en conjunción con una batería sin mantenimiento 30, también puede utilizarse en una batería sellada, en donde un electrólito se absorbe completamente en el separador.

Aplicabilidad Industrial Se proporciona una composición de aleación para rejilla positiva en una batería SLI, esta composición de aleación proporciona endurecimiento rápido para manufacturación; dureza mejorada y tasa de corrosión baja para extender la duración útil y control de costos de la manufacturación .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere .

Claims (43)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una estructura que soporta la rejilla para uso en una batería de plomo-ácido, caracterizada porque tiene al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro del vaso y que separa las placas positivas y negativas, la estructura que soporta la rejilla tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una aleación basada en plomo que consiste esencialmente de plomo, estaño en el intervalo de aproximadamente 0.8% a menos de aproximadamente 1.2%, estaño en una relación a calcio de más de aproximadamente 12:1, y plata en el intervalo de más de 0 a aproximadamente 0.020%, los porcentajes se basan en el peso total de la aleación basada en plomo.

2. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 1, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.020%.

3. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 1, caracterizada porque la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1.

4. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 3, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.020%.

5. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 1, caracterizada porque la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1.

6. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 5, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.020%.

7. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 1, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1.

8. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 7, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.020%.

9. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 7, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1.

10. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 9, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.020%.

11. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 1, caracterizada porque incluye además de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.03% de aluminio .

12. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 1, caracterizada porque está contenida en una batería sin mantenimiento.

13. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 1, caracterizada porque está contenida en una batería sellada.

14. Un elemento de batería de plomo-ácido, caracterizado porque comprende un vaso, al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro del vaso y que separa las placas positivas y negativas, la placa positiva comprende una estructura que soporta la rejilla que tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una estructura que soporta la rejilla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13.

15. Una estructura que soporta la rejilla para uso en una batería de plomo-ácido, caracterizada porque tiene al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro del vaso y que separa las placas positivas y negativas, la estructura que soporta la rejilla tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una aleación basada en plomo que consiste esencialmente de plomo, estaño en el intervalo de aproximadamente 0.8% a menos de aproximadamente 1.2%, estaño en una relación a calcio de más de aproximadamente 12:1, y plata en el intervalo de más de 0 a aproximadamente 0.017%, los porcentajes se basan en el peso total de la aleación basada en plomo.

16. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 15, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.017%.

17. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 15, caracterizada porque la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1.

18. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 17, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.017%.

19. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 15, caracterizada porque la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1.

20. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 19, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.017%.

21. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 15, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1.

22. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 21, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.017%.

23. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 21, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1.

24. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 23, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.017%.

25. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 15, caracterizada porque incluye además de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.03% de aluminio .

26. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 15, caracterizada porque está contenida en una batería sin mantenimiento.

27. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 15, caracterizada porque está contenida en una batería sellada.

28. Un elemento de batería plomo-ácido, caracterizado porque comprende un vaso, al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro del vaso y que separa las placas positivas y negativas, la placa positiva comprende una estructura que soporta la rejilla que tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una estructura que soporta la rejilla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-27.

29. Una estructura que soporta la rejilla para uso en una batería de plomo-ácido, caracterizada porque tiene al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro deL vaso y que separa las placas positivas y negativas, la estructura que soporta la rejilla tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una aleación basada en plomo que consiste esencialmente de plomo, estaño en el intervalo de aproximadamente 0.8% a menos de aproximadamente 1.2%, estaño en una relación a calcio de más de aproximadamente 12:1, y plata en el intervalo de más de 0 a aproximadamente 0.015%, los porcentajes se basan en el peso total de la aleación basada en plomo.

30. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 29, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.015%.

31. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 29, caracterizada porque la relación de estañóla calcio es no menos de 15:1.

32. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 31,' caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.015%.

33. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 29, caracterizada porque la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1.

34. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 33, caracterizada porque el contenido de plata de la alea'ción está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.015%.

35. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 29, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1.

36. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 35, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.015%.

37. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 35, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1.

38. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 37, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.015%.

39. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 29, caracterizada porque incluye además de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.03% de aluminio .

40. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 29, caracterizada porque está contenida en una batería sin mantenimiento.

41. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 29, caracterizada porque está contenida en una batería sellada.

42. Un elemento de batería plomo-ácido, caracterizado porque comprende un vaso, al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro del vaso y que separa las placas positivas y negativas, la placa positiva comprende una estructura que soporta la rejilla que tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una estructura que soporta la rejilla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 29-41.

43. Una estructura que soporta la rejilla para uso en una bateria de plomo-ácido, caracterizada porque tiene al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro del vaso y que separa las placas positivas y negativas, la estructura que soporta la rejilla tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una aleación basada en plomo que consiste esencialmente de plomo, estaño en el intervalo de aproximadamente 0.8% a menos de aproximadamente 1.2%, estaño en una relación a calcio de más de aproximadamente 12:1, y plata en el intervalo de más de 0 a aproximadamente 0.0124%, los porcentajes se basan en el peso total de la aleación basada en plomo. 44- La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 43, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.0124%. 45. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 43, caracterizada porque la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1. 46. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 45, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.0124%. 47. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 43, caracterizada porque la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1. 48. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 47, caracterizada porque el contenido de plata de la aleación está en el intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.0124%. 49. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 43, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 15:1. 50. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 49, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 0.0124%. 51. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 49, caracterizada porque el calcio está presente en una cantidad de aproximadamente 0.03% a aproximadamente 0.055% y la relación de estaño a calcio es no menos de 20:1. 52. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 51, caracterizada porque la plata está presente en un intervalo de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.0124%. 53. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 43, caracterizada porque incluye además de aproximadamente 0.008% a aproximadamente 0.03% de aluminio . 54. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 43, caracterizada porque está contenida en una batería sin mantenimiento. 55. La estructura que soporta la rejilla de la reivindicación 43, caracterizada porque está contenida en una batería sellada. 56. Un elemento de batería plomo-ácido, caracterizado porque comprende un vaso, al menos una placa positiva y una placa negativa dispuestas dentro del vaso, un separador dispuesto dentro del vaso y que separa las placas positivas y negativas, la placa positiva comprende una estructura que soporta la rejilla que tiene una capa de material activo empastado a la misma, la estructura que soporta la rejilla comprende una estructura que soporta la rejilla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 43-55.