免维护密闭铅酸蓄电池超低锑板栅合金材料制造技术

本发明专利技术是一种免维护密闭铅酸蓄电池超低锑板栅合金材料。该合金材料由Ｐｂ－０．３～０．７５％Ｓｂ和强化基体元素组成，其强化基体元素可以是Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｓｎ，Ｓ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ中的至少一种，其中Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ的含量分别为０．０５～２％，Ｓｎ，Ｓ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ含量分别为０．０１～０．９％。该合金材料具有良好的机械性能、耐腐蚀性、铸造工艺性和优良的电化学性能。用其可以组装４Ｖ８Ａｈ至１２Ｖ４０Ａｈ的系列蓄电池，电池的各项性能指标均超过标准要求。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铅基合金材料，特别是用于免维护密闭铅酸蓄电池的超低锑板栅合金材料。铅酸蓄电池中所使用的铅基含锑板栅合金，其锑含量一般高于6%。这种合金的机械强度较高，而且由于Sb的含量较高，使得合金的耐腐蚀性差，析氢量高，因而无法在密闭蓄电池中使用，近年来，国内外在此项研究中，采用含锑量为1.8～4%的低锑合金，然而随着Sb含量的降低，合金的实际凝固范围变宽，形成很宽的双相区，合金表现出流动性的急剧下降，甚至在凝固过程中产生微观裂纹，造成合金机械强度下降。为此，人们加入以As为主的变晶剂，生产Pb-Sb-Aa合金，而As及其氧化物是剧毒物质，受到环境保护的严格限制，同时As的加入又严重地影响了合金的韧性，使材料的工艺性下降。本专利技术的目的即为提供一种Sb含量低，强化基体元素不含有毒物质的超低锑板栅合金材料方案，以满足免维护密闭铅酸蓄电池对板栅材料的要求。本专利技术的目的是这样实现的。免维护密闭酸蓄电池超低锑板栅合金材料由Pb，Sb和强化基体元素组成。其中(a)Sb含量为0.3～0.75%(b)强化基体元素为K，Na，Li，Sa，S，Ag，C1或Al中的至少一种，K，Na，Ll的含量分别为0.05～2%;Sn，S，Ag，Cu，Al的含量分别为0.01～0.9%。(c)其余为Pb。该合金材料板栅可以通过下述方法制得将Pb和Sb入坩锅内，用电炉加热至480～500℃，形成合金溶液，然后再将由Na.Ca.Sn.K.Ll.S.Ag或Al组成的复合强化剂加入，进行配制，并保温11分钟，然后将合金溶液浇入石墨模具制成板栅，再经过3-5天的化成时间，即可用来组装蓄电池。本专利技术中的复合强化剂是以变晶，强化，增加流动性为一体的三元金属化合物，当溶于0.3～0.75%的Pb-Sb合金溶液时，复合强化剂与Pb，Sb是一个重结合过程。微量的变质元素Cu，S或Ag与Pb可形成难溶化物析出，在溶液中形成大量的固相质点作为异形核核心，所选择的变质元素Cu，S，Ag与Pb同属一种晶格类型，并且匹配度、变质效果好，从而赋予合金以良好的韧性，使合金组织致密细化，提高了抗腐蚀力;复合强化剂中强化元素Li，K或Na可与铅基体存在着一定的固溶度，部分元素进入铅晶格，形成固溶体，固溶原子大于Pb的八面体间隙而产生畸变，造成材料的强化。强化相元素的选择是根据应变能力与固溶体稳定性的关系，较小原子半径的元素进入铅基体，才能进行较稳定的固溶体，在合金冷却时部分溶质元素析出，使金属化合物点分布于铅基体，所形成的PbA3型化合物的硬度远远大于纯Pb，晶界析出物是影响晶界移迁的主要因素，加入锡可以影响铅的晶界移动速度，随着锡在铅中的含量增加，晶界移动速度随之降低，从而晶界的钉扎使材料的强度明显提高。由于锑的含量很小，也使得合金具有较高的析氢过电位。另外经过X射线光电子谱分析证明，合金的腐蚀产物为活性物质接触良好的PbO2腐蚀膜，而不含PbSO4。本专利技术所提供的免维护密闭铅酸蓄电池超低锑板栅合金，具有良好的机械性能，耐腐蚀性，铸造工艺性以很少的析氢量等优良的电化学性能。用其组装成12VAh的密闭电池经实测证明，它的容量达107.3;高速放电达31小时，密封反应效率达99.3%;深循环寿命高达420次。本专利技术的合金材料可以有多种实施方案，如下表所列 采用上述实施例中的合金经熔化浇铸完成的正、负极栅板，可以组装从4V8Ah至12V40Ah的系列密闭免维护蓄电池，其技术指标均可达到容量98～106;高速放电28～31小时;密闭反映效率93～99%;寿命360～405小时。权利要求1.一种免维护密闭铅酸蓄电池超低锑板栅合金材料，其特征在于合金材料由Pb，Sb和强化基体元素组成，其中(a)Sb含量为0.3～0.75%；(b)强化基体元素为K，Na，Li，Sn，S，Ag，Cu或Al中的至少一种K，Na，Li的含量分别为0.05～2%；Sn，S，Ag，Cu，Al的含量分别为0.01～0.9%；(c)其余为Pb。2.按照权利要求1所述的合金材料，其合金材料组成的特征在于Pb-0.4%Sb-0.08Ll-0.02%S。3.按照权利要求1所述的合金材料，其合金材料组成的特征在于Pb-0.6%Sb-0.04%K-0.05%Na-0.2%Sa。4.按照权利要求1所述的合金材料，其合金材料组成的特征在于Pb-0.4%Sb-0.1%Na-0.05%Cu。5.按照权利要求1所述的合金材料，其合金材料组成的特征在于Pb-0.75%Sb-0.02%Ag-0.05%Na。全文摘要本专利技术是一种免维护密闭铅酸蓄电池超低锑板栅合金材料。该合金材料由Pb-0.3～0.75％Sb和强化基体元素组成，其强化基体元素可以是K，Na，Li，Sn，S，Ag，Cu，Al中的至少一种，其中K，Na，Li的含量分别为0.05～2％，Sn，S，Ag，Cu，Al含量分别为0.01～0.9％。该合金材料具有良好的机械性能、耐腐蚀性、铸造工艺性和优良的电化学性能。用其可以组装4V8Ah至12V40Ah的系列蓄电池，电池的各项性能指标均超过标准要求。文档编号H01M4/68GK1074949SQ9210058公开日1993年8月4日 申请日期1992年1月31日 优先权日1992年1月31日专利技术者陈嘉骞, 陈军 申请人:山东省文登市密闭蓄电池厂 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免维护密闭铅酸蓄电池超低锑板栅合金材料，其特征在于合金材料由Ｐｂ、Ｓｂ和强化基体元素组成，其中：（ａ）Ｓｂ含量为０．３～０．７５％；（ｂ）强化基体元素为：Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｓｎ，Ｓ，Ａｇ，Ｃｕ或Ａｌ中的至少一种；Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ的含量分别为０．０５～２％；Ｓｎ，Ｓ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ的含量分别为０．０１～０．９％；（ｃ）其余为Ｐｂ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉骞，陈军，
申请(专利权)人：山东省文登市密闭蓄电池厂，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]