本发明专利技术涉及一种新型稀土铅酸动力电池，该稀土铅酸动力电池的正极板栅中含有Sb、Cu、As、S、Sn、RE元素，正极活性物质添加剂采用VA族元素氧化物的一种或者多种混合物、镧系元素氧化物的一种或多种混合物、或者VA族元素氧化物和镧系元素氧化物的混合物。该稀土铅酸动力电池的耐腐蚀性好、内阻小，寿命比Pb-Sb-Cd电池及Pb-Ca(低)-Sn(高)-Al电池大大提高，寿命期间放出的电量均高于Pb-Sb-Cd电池及Pb-Ca(低)-Sn(高)-Al电池。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及到高等普通化学、电化学、物理化学、金属学、金相学及稀土金属学、正极活性物质添加剂，用以上理论为指导，设计出了新型稀土铅酸动力电池。
技术介绍
I.目前动力电池的状况目前动力电池正极板栅合金较成熟的技术为Pb-Sb-Cd和Pb-Ca(低)-Sn (高)-Al两种，前者据中华人民共和国工业和信息化部、中华人民共和国环境保护部公告的《铅蓄电池行业准入条件》(2012年第18号)文件，不能再应用，后者由于Sn(锡)含量高0.8% 1.2%，造成成本太高，更主要的是由于Ca(钙)的存在，PCL-I (早期容量损失)现象不可避免，不能大电流深放电，不宜用于动力电池。2.本技术具体理论基础塔菲尔方程式、位错强度理论、晶体学、稀上合金学、电化学、蓄电池基本理论及已获蓄电池行业认可的四篇有代表性的论文2. I还原铅板栅合金显微组织形成动力学(2002年蓄电池杂志第三期107 109页)2. 2Pb-Sb系和Pb-Ca系相图分析及应用(2004年蓄电池杂志第二期51 53页)2. 3新型铅蓄电池用Pb-RE合金系(2005年蓄电池杂志第三期103 105页)2. 4铅酸蓄电池用板栅合金铸造性能的研究(第十届全国铅酸蓄电池学术年会论文全集54 60页)2. 5塔菲尔经验公式我们已经用数学的方法推导出此结论，成为一一对应的函数关系，使塔菲尔经验公式变为方程式，并掌握了其核心问题，据此选取不同金属氧化物作为正极活物质添加剂，降低了活物质从稳定态到活化态所需的活化能，换言之降低了充电电压，降低了正极析氧的速度、降低了负极硫酸盐化、降低了 SbH3不可逆反应的速度、降低了失水率，避免了电池提早干涸、提高了电池的使用寿命。上述文献指出，目前应用的Pb-Sb-Cd和Pb-Ca (低)-Sn (高)-Al合金，由热力学和动力学决定其缺点不可能克服，需要开发一种新型正极板栅合金来满足动力电池的各项要求，第一专利技术人黄永岐在原有专利技术专利CN1721561A的基础上又有新的创造性，其特点除了灵活运用固溶、脱溶、过剩相、硬质点和细化晶粒强化理论之外，优化各元素相互搭配，CuAs、PbS、稀土化合物Pb5RE均为面心立方结构，这就使合金晶粒长大的过程变成晶核不断产生的过程，从而提高了晶粒度的等级，使合金具有更好的铸造性能和使用性能。
技术实现思路
I.本技术的独特优点本技术改变了传统只能使用纯铅配制工作合金的方法，直接利用还原铅及其中的微量元素配制工作合金，灵活运用固溶、脱溶、过剩相、硬质点和细化晶粒强化理论，再加少显RE，经炉前光谱分析后酌情补加所差元素及其数量，用此合金浇铸的板栅及正极铅膏进行适当调整，经过板栅填涂、固化、化成后的极板再组装成电池，即可达如下技术经济指标而且能够减污、节能、降耗、增效。2.技术指标2. I工艺性能不冷裂、不热裂、流动性优、强度好，能满足机械化操作技术要求。2. 2使用性能耐腐蚀、内阻小。2. 3使用寿命除循环耐久能力外，其他技术指标均达到或超过国标，循环耐久能力的测试方法14.7V恒压限流(限流3A)充电10h，用2h率放电，终止电压10. 5V，时间小于96分钟视为寿命终止，已在国家蓄电池质量监督检验中心备案，远高于国标，经沈阳国家蓄电池质量监督检验中心检测，新型稀土动力电池寿命比Pb-Sb-Cd电池及Pb-Ca(低)-Sn(高)-Α1电池大大提高，分别为Pb-Sb-Cd电池及Pb-Ca(低)-Sn(高)-Α1电池的I. 5-2. O倍；新型稀土铅酸动力电池寿命期间放出的电量均高于Pb-Sb-Cd电池及Pb-Ca (低)-Sn (高)-Al电池。3.经济指标每KVAH的成本，分别为(根据金属价格会有所差别)=Pb-Sb-Cd的84 % ;Pb-Ca(低)-Sn(高)-Al 的 80%。4.板栅合金化学成分Pb-Sb (I. O 2. 5 % ) -Cu (O. 05 O. 15 % ) -As (O. 10 O. 30 % ) -S (O. 010 O. 08% )-Sn(O. 03 O. 13% )-RE(O. 01 ~ O. 2% )5.正极活物质添加剂5. IVA金属性较强元素的氧化物，按铅粉O. 02 O. 50%质量百分比添加入正极铅膏中，如Sb、Bi等的氧化物；5. 2镧系元素氧化物的一种或混合物，按铅粉O. 02 O. 50%质量百分比添加入正极铅膏中，如Ce2O3等；5. 3VA族元素氧化物和镧系元素氧化物的混合物，按铅粉O. 02 O. 50%质量百分比添加入正极铅膏中，如Sb的氧化物和Ce2O3等；6.技术方案6. I新型稀土铅酸动力电池，其包括壳体、正负板栅、活性物质和电解液，其特征在于所述的新型稀土铅酸动力电池中的正极板栅中含有Sb、Cu、As、S、Sn、RE元素；所述的正极板栅合金重量组分为I. O 2. 5% Sb, O. 05 O. 15% Cu, O. 10 O. 30% As，O.010 O. 08% S，0. 03 O. 13% Sn,O. 01 O. 2% RE，其余为 Pb ；正极活性物质添加剂为VA族元素氧化物的一种或多种混合物；镧系元素氧化物的一种或多种混合物；或者VA族元素氧化物和镧系元素氧化物的混合物。6. 2.所述的新型稀土铅酸动力电池，其特征在于所述的正极活性物质添加剂为VA族元素的氧化物(如Sb、Bi的氧化物)，按铅粉O. 02 O. 50%质量百分比添加入正极铅膏中。6. 3.所述的新型稀土铅酸动力电池，其特征在于所述的正极活性物质添加剂为镧系元素氧化物(如Ce2O3),按铅粉O. 02 O. 50%质量百分比添加入正极铅膏中。6. 4.所述的新型稀土铅酸动力电池，其特征在于所述的正极活性物质添加剂为VA族元素氧化物和镧系元素氧化物的混合物(如Bi的氧化物和Ce2O3)，按铅粉O. 02 O.50%质量百分比添加入正极铅膏中。6. 5.所述新型稀土铅酸动力电池，其特征在于所述的正极板通过以下方法制备6. 5. I正极板栅合金6. 5. I. I用母合金配制先用纯铅和99. 5%以上含量的Sb、Cu、As、S、Sn、RE元素配制成Pb-Sb, Pb-Cu,Pb-As、Pb-S、Pb-Sn、Pb-RE母合金，光谱分析母合金中各元素含量;1#电解铅或者还原铅加入铅锅熔化后进行预处理，光谱分析合金中各元素含量，按工艺要求用配制好的母合金补加各元素含量及数量。6. 5. I. 2用纯元素配制1#电解铅或者还原铅加入铅锅熔化后进行预处理，光谱分析合金中各元素含量，按工艺要求用99. 5%以上含量的Sb、Cu、As、S、Sn、RE元素补加各元素含量及数量。6. 5. 2正极板铅膏将各种正极活物质添加剂按O. 02 O. 50%质量百分比加入铅粉中制得正极铅膏，以此铅膏按涂填、固化、化成、干燥工艺流程制造成正极板，进一步装配新型稀土铅酸动力电池。7.根据塔菲尔方程，在元素周期表中合理搭配各元素的配比，采用本技术合金和活性物质配方生产的新型稀土铅酸动力电池与其他铅酸电池性能有以下本质不同，改变国标16V及知名企业15V的循环寿命充电电压，用14. 7V的充电电压在较短时间内使蓄电池达到完全荷电状态，换言之降低了活物质从稳定态到活化态所需本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型稀土铅酸动力电池，其包括壳体、正负板栅、活性物质和电解液，其特征在于：所述的新型稀土铅酸动力电池中的正极板栅中含有Sb、Cu、As、S、Sn、RE元素；所述的正极板栅合金重量组分为：1.0～2.5％Sb，0.05～0.15％Cu，0.10～0.30％As，0.010～0.08％S，0.03～0.13％Sn，0.01～0.2％RE，其余为Pb；所述的正极活性物质添加剂为VA族元素氧化物的一种或者多种混合物；镧系元素氧化物的一种或多种混合物；或者VA族元素氧化物和镧系元素氧化物的混合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄永岐，白富义，陈希湘，
申请(专利权)人：陈欢平，
类型：发明
国别省市：
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