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一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金

阅读:1003发布:2020-06-08

IPRDB可以提供一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及一种新型铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:钙0.05-0.12%,锡0.5-1.5%,铋0.06-0.11%,稀土元素0.07-0.15%,余量为铅。其中,稀土元素为镱、钆、镧中的一种或多种。本发明通过添加锡、铋以及稀土元素等添加剂改善板栅合金成分,得到一种新型耐腐蚀、充电性好、机械性能好、循环寿命长的深循环免维护的铅酸蓄电池板栅合金材料。,下面是一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金专利的具体信息内容。

1.一种新型铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,其特征在于,包括以下重量百分数的成分:钙

0.05-0.12%,锡0.5-1.5%,铋0.06-0.11%,稀土元素0.07-0.15%,余量为铅。

2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,其特征在于,包括以下重量百分数的成分:钙0.07-0.1%,锡0.7-1.2%,铋0.08-0.1%,稀土元素0.09-0.13%,余量为铅。

3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,其特征在于,所述稀土元素为镱、钆、镧中的一种或多种。

4.一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,其特征在于,包括以下重量百分数的成分:钙

0.08%,锡0.1%,铋0.0.09%,镱0.07%,钆0.02%,余量为铅。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的铅酸蓄电池正板栅铅钙合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将铅分为两部分,一部分铅在450-470℃下熔化,另一部分待用;待铅熔化后,加入一部分锡,完全熔化后,升温到1200-1400℃,加入钙,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至

500-550℃时,出炉,得到铅锡钙合金;

步骤二、在450℃的高温熔炉中熔制另一部分锡,完全熔化后,再加入铋,待其完全熔化后,搅拌均匀;升温至900-1000℃,加入稀土元素,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至450-500℃,得锡铋稀土合金;

步骤三、将另一部分铅放入铅锅中,温度升至450-470℃熔化;升温至550-600℃,依次加入铅锡钙合金和锡铋稀土合金,混合熔炼并搅拌均匀,保温30min,降温出炉得板栅合金。

6.根据权利要求5所述的铅酸蓄电池正板栅铅钙合金的制备方法,其特征在于,所述步骤一中铅的用量为总铅的35-40wt%,锡的用量为总锡的45-50wt%;所述步骤二中锡的用量为总锡的50-55wt%;所述步骤三中铅的用量为总铅的60-65wt%。

说明书全文

一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金

技术领域

[0001] 本发明涉及铅酸蓄电池领域,具体涉及一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金。

背景技术

[0002] 目前市场上使用的铅酸电池,其采用的正极板栅铅合金,可分为铅锑合金和铅钙合金。铅钙合金免维护性能优异,析氧过电位高、水损耗少,但由于钙形成的腐蚀膜导电性差等原因,使铅酸电池易出现早期容量衰减和深放电循环性能差,且板栅抗变形能力差。用于汽车起停系统的铅酸蓄电池对免维护性能、环保性能及深循环寿命有着更高的要求,现有的电池不能满足需要,特别是电池的正极板栅合金急待改进。

发明内容

[0003] 本发明为了克服现有技术中存在的上述缺陷,提供了一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,能延缓蓄电池的容量衰减,提高蓄电池的深放电性能和循环寿命。
[0004] 为解决上述问题,本发明提出的一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:钙0.05-0.12%,锡0.5-1.5%,铋0.06-0.11%,稀土元素0.07-0.15%,余量为铅。
[0005] 优选地,所述铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:钙0.07-0.1%,锡0.7-1.2%,铋0.08-0.1%,稀土元素 0.09-0.13%,余量为铅。
[0006] 优选地,所述稀土元素为镱、钆、镧中的一种或多种。
[0007] 优选地,所述铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:钙0.08%,锡0.1%,铋0.0.09%,镱0.07%,钆0.02%,余量为铅。
[0008] 一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金的制备方法,包括以下步骤:
[0009] 步骤一、将铅分为两部分,一部分铅在450-470℃下熔化,另一部分待用;待铅熔化后,加入一部分锡,完全熔化后,升温到 1200-1400℃,加入钙,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至500-550℃时,出炉,得到铅锡钙合金;
[0010] 步骤二、在450℃的高温熔炉中熔制另一部分锡,完全熔化后,再加入铋,待其完全熔化后,搅拌均匀;升温至900-1000℃,加入稀土元素,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至450-500℃,得锡铋稀土合金;
[0011] 步骤三、将另一部分铅放入铅锅中,温度升至450-470℃熔化;升温至550-600℃,依次加入铅锡钙合金和锡铋稀土合金,混合熔炼并搅拌均匀,保温30min,降温出炉得板栅合金。
[0012] 优选地,所述步骤一中铅的用量为总铅的35-40wt%,锡的用量为总锡的45-50wt%;所述步骤二中锡的用量为总锡的50-55wt%;所述步骤三中铅的用量为总铅的60-
65wt%。
[0013] 本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果和优点:
[0014] 首先,添加0.06-0.11wt%的铋,铋与钙形成Bi2Ca3固溶体,增加合金的硬度。同时可以降低合金中Ca的添加量,有效抑制了钝化膜中PbO等氧化物的生成。Bi可渗透到活性物和腐蚀层中,使其结构恢复、电导增加,能提高板栅界面的导电性、结合力以及活性物质的恢复力,从而延缓蓄电池的容量衰减,在铅钙锡合金中加铋,易形成富锡和富铋的区域,有利于提高板栅和活性物质的粘合力,因而有利于提高蓄电池的深放电性能和循环寿命。
[0015] 其次,添加稀土元素镱、钆、镧,能细化合金晶粒,降低合金的晶间腐蚀,减少板栅筋条的断裂,从而提高了板栅耐腐耐用性,同时能抑制阳性膜中PbO的生成,生成的PbO也易于还原,降低阳极膜的阻抗,提高板栅合金的深循环性能。
[0016] 本发明通过添加锡、铋以及稀土元素等添加剂改善板栅合金成分,得到一种新型耐腐蚀、充电性好、机械性能好、循环寿命长的深循环免维护的铅酸蓄电池板栅合金材料。

具体实施方式

[0017] 以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述:
[0018] 实施例1
[0019] 一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:
[0020] 钙0.08%,锡0.1%,铋0.0.09%,镱0.07%,钆0.02%,余量为铅。
[0021] 根据上述板栅合金的配比,制备方法如下:
[0022] 步骤一、将铅分为两部分,一部分铅在450-470℃下熔化,另一部分待用;待铅熔化后,加入一部分锡,完全熔化后,升温到 1200-1400℃,加入钙,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至500-550℃时,出炉,得到铅锡钙合金;
[0023] 步骤二、在450℃的高温熔炉中熔制另一部分锡,完全熔化后,再加入铋,待其完全熔化后,搅拌均匀;升温至900-1000℃,加入稀土元素镱、钆,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至450-500℃,得锡铋稀土合金;
[0024] 步骤三、将另一部分铅放入铅锅中,温度升至450-470℃熔化;升温至550-600℃,依次加入铅锡钙合金和锡铋稀土合金,混合熔炼并搅拌均匀,保温30min,降温出炉得板栅合金。
[0025] 其中,所述步骤一中铅的用量为总铅的35wt%,锡的用量为总锡的50wt%;所述步骤二中锡的用量为总锡的50wt%;所述步骤三中铅的用量为总铅的65wt%。
[0026] 实施例2
[0027] 一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:
[0028] 钙0.05%,锡1.5%,铋0.06%,钆0.6%、镧0.03%,余量为铅。
[0029] 根据上述板栅合金的配比,制备方法如下:
[0030] 步骤一、将铅分为两部分,一部分铅在450-470℃下熔化,另一部分待用;待铅熔化后,加入一部分锡,完全熔化后,升温到 1200-1400℃,加入钙,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至500-550℃时,出炉,得到铅锡钙合金;
[0031] 步骤二、在450℃的高温熔炉中熔制另一部分锡,完全熔化后,再加入铋,待其完全熔化后,搅拌均匀;升温至900-1000℃,加入稀土元素钆、镧,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至450-500℃,得锡铋稀土合金;
[0032] 步骤三、将另一部分铅放入铅锅中,温度升至450-470℃熔化;升温至550-600℃,依次加入铅锡钙合金和锡铋稀土合金,混合熔炼并搅拌均匀,保温30min,降温出炉得板栅合金。
[0033] 其中,所述步骤一中铅的用量为总铅的37wt%,锡的用量为总锡的45wt%;所述步骤二中锡的用量为总锡的55wt%;所述步骤三中铅的用量为总铅的63wt%。
[0034] 实施例3
[0035] 一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:
[0036] 钙0.07%,锡1.2%,铋0.08%,镱0.08%、镧0.05%,余量为铅。
[0037] 根据上述板栅合金的配比,制备方法如下:
[0038] 步骤一、将铅分为两部分,一部分铅在450-470℃下熔化,另一部分待用;待铅熔化后,加入一部分锡,完全熔化后,升温到 1200-1400℃,加入钙,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至500-550℃时,出炉,得到铅锡钙合金;
[0039] 步骤二、在450℃的高温熔炉中熔制另一部分锡,完全熔化后,再加入铋,待其完全熔化后,搅拌均匀;升温至900-1000℃,加入稀土元素镱、镧,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至450-500℃,得锡铋稀土合金;
[0040] 步骤三、将另一部分铅放入铅锅中,温度升至450-470℃熔化;升温至550-600℃,依次加入铅锡钙合金和锡铋稀土合金,混合熔炼并搅拌均匀,保温30min,降温出炉得板栅合金。
[0041] 其中,所述步骤一中铅的用量为总铅的40wt%,锡的用量为总锡的47wt%;所述步骤二中锡的用量为总锡的53wt%;所述步骤三中铅的用量为总铅的60wt%。
[0042] 实施例4
[0043] 一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:
[0044] 钙0.1%,锡0.7%,铋0.1%,镱0.06%、钆0.07%、镧0.02%,余量为铅。
[0045] 根据上述板栅合金的配比,制备方法如下:
[0046] 步骤一、将铅分为两部分,一部分铅在450-470℃下熔化,另一部分待用;待铅熔化后,加入一部分锡,完全熔化后,升温到 1200-1400℃,加入钙,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至500-550℃时,出炉,得到铅锡钙合金;
[0047] 步骤二、在450℃的高温熔炉中熔制另一部分锡,完全熔化后,再加入铋,待其完全熔化后,搅拌均匀;升温至900-1000℃,加入稀土元素镱、钆、镧,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至450-500℃,得锡铋稀土合金;
[0048] 步骤三、将另一部分铅放入铅锅中,温度升至450-470℃熔化;升温至550-600℃,依次加入铅锡钙合金和锡铋稀土合金,混合熔炼并搅拌均匀,保温30min,降温出炉得板栅合金。
[0049] 其中,所述步骤一中铅的用量为总铅的35wt%,锡的用量为总锡的47wt%;所述步骤二中锡的用量为总锡的53wt%;所述步骤三中铅的用量为总铅的65wt%。
[0050] 实施例5
[0051] 一种铅酸蓄电池正板栅铅钙合金,包括以下重量百分数的成分:
[0052] 钙0.12%,锡0.5%,铋0.11%,镱0.07%,余量为铅。
[0053] 根据上述板栅合金的配比,制备方法如下:
[0054] 步骤一、将铅分为两部分,一部分铅在450-470℃下熔化,另一部分待用;待铅熔化后,加入一部分锡,完全熔化后,升温到 1200-1400℃,加入钙,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至500-550℃时,出炉,得到铅锡钙合金;
[0055] 步骤二、在450℃的高温熔炉中熔制另一部分锡,完全熔化后,再加入铋,待其完全熔化后,搅拌均匀;升温至900-1000℃,加入稀土元素镱,待其完全熔化后,搅拌均匀,降至450-500℃,得锡铋稀土合金;
[0056] 步骤三、将另一部分铅放入铅锅中,温度升至450-470℃熔化;升温至550-600℃,依次加入铅锡钙合金和锡铋稀土合金,混合熔炼并搅拌均匀,保温30min,降温出炉得板栅合金。
[0057] 其中,所述步骤一中铅的用量为总铅的40wt%,锡的用量为总锡的50wt%;所述步骤二中锡的用量为总锡的50wt%;所述步骤三中铅的用量为总铅的60wt%。
[0058] 对实施例1-5所制备的板栅合金进行性能测试:
[0059] (1)循环寿命测试
[0060] 对照组:市场上以铅锑合金作为正板栅合金材料的蓄电池;实验组:将实施例1-5的合金材料为正板栅合金材料,其它工艺与对照组一致。将对照组和实验组蓄电池按国标JB/T10262-2001进行循环寿命测试,结果如表1。
[0061] 表1
[0062]
[0063] 由表1数据可以看出,实施例1-5的循环寿命较对照组增加了 65%-105%,说明通过添加锡、铋以及稀土元素等添加剂改善板栅合金成分,可以大大提高蓄电池的循环寿命。
[0064] (2)阻抗测试
[0065] 以市场上以铅锑合金的试验电极为对照组,用交流伏安法(ACV) 对实施例1-5合金材料的试验电极在0.9V下生成的铅氧化膜进行交流阻抗研究,实施例1-5相对于对照组阻抗降低情况,如表2所示:
[0066] 表2
[0067]
[0068] 由表1数据可以看出,实施例1-5相较于对照组,在不同程度上降低了强氧化膜的阻抗,提高板栅合金的深循环性能。
[0069] 最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
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