[发明专利]铅酸蓄电池用正极板栅稀土合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种铅酸蓄电池用正极板栅稀土合金，属于铅酸蓄电池板栅制作领域。

背景技术

板栅是铅酸蓄电池的关键元件，它对电池的性能有着决定性影响。为了实现铅酸蓄电池密封和少维护的要求，其正极板栅要求耐腐蚀、界面导电性好。当前行业普遍采用铅钙合金或铅锑合金；铅钙合金虽然析氧过电位高、析气量小，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充电接受能力不足导致的寿命提前终止等故障；铅锑合金耐腐蚀性能不高，致使铅酸电池在储存时的容量保存能力受到限制，而且循环应用时由于板栅腐蚀产生电池热失控鼓胀的问题。

为了解决上述问题，现有公布的研究方向是在合金中加入稀土元素。在铅钙合中入稀土元素，使合金具有了优良的导电和大电流放电性能，适用于起动电池、储能电池等方向，但因“无锑效应”的影响，不十分适合制造适用于深循环的电池。目前已知的在铅锑合金中加入微量的稀土元素，意图在避免合金的“无锑效应”的同时，又能抑制合金中锑的腐蚀迁移，以提高蓄电池的寿命；但是由于忽视了稀土元素对改变合金性能存在含量上的临界点，在实际的合金配制和使用过程中，由于合金长时间处于熔融状态，稀土元素极易发生氧化成为浮渣，致使稀土元素在合金中的作用丧失了重现性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种能保持现有合金的铸造性能且耐腐蚀、性能稳定的铅酸蓄电池用正极板栅合金，以提高铅酸蓄电池的深循环寿命和储存时的容量保存能力。

本发明的技术方案是：铅酸蓄电池用正极板栅稀土合金中含有稀土元素，其改进之处是所述稀土元素为镧和铈，该合金的组分及质量百分比含量为：镧0.1％～0.2％，铈0.06％～0.15％，锑1.2％～1.5％，砷0.15％～0.26％，锡0.15％～0.25％，硒0.007％～0.015％，硫0.004％～0.005％，铜0.04％～0.05％，其余为铅。

采用以上技术方案，铅锑合金中添加稀土元素镧、铈后，在硫酸中的耐腐蚀性能得到提高、板栅与铅膏结合界面的导电性变好，从而提高了铅酸蓄电池储存期间的容量保存能力，减少了铅酸蓄电池早期容量衰减和热失控鼓胀问题，提高了电池的深循环寿命；另一方面，通过重复的实践筛选，确定了镧、铈及其它组分的合理配比，能够稳定保持稀土合金的电化学性能及稀土元素的含量。

附图说明

附图为本发明合金与普通低锑合金作正板栅制作电池的寿命循环曲线对比图。曲线1为本发明稀土合金作正板栅制作电池的寿命循环曲线，曲线2为普通低锑合金作正板栅制作电池的寿命循环曲线。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

例一：选取各成分按如下质量百分比：锑：1.5％，砷：0.21％，锡：0.18％，硒：0.012％，硫：0.005％，铜：0.044％，其余为铅，配制成普通低锑合金A；再选取锑、砷、锡、硒、硫、铜按上述同样质量百分比，并加入质量百分比为0.15％的镧和质量百分比为0.11％的铈，其余为铅，配制成稀土合金B；分别用合金A和B制作正板栅并装配组成当前市场上常见的电动车用12V10Ah电池，电池单格内部均为常见的7片正极板和8片负极板的结构，负极采用市场上通用的负极铅钙合金。1.1按照恒流5A放电至10.5V，然后恒压14.4V，限流1.8A充电10小时为一个完整循环，当电池的剩余容量低于额定容量的70％时，判定寿命终止。对上述A、B两种合金制备的电池平行进行100％放电深度的寿命循环试验，试验结果见附图，从附图可以看出，电池容量随着循环次数的增加逐渐衰退，本发明所陈述的稀土合金可以使电池在其他条件相同的情况下，100％深度的循环寿命从404次提高至613次，提高约51.7％；

1.2对上述两种合金制备的电池分别按照《电动助力车用密封铅酸蓄电池GB22199-2008》进行容量保存能力试验，从试验结果得知，本发明所陈述的稀土合金B对应于普通低锑合金A，将电池的容量保存能力从88％提高至93％。

例二：选取各成分按如下质量百分比：锑：1.4％，砷：0.25％，锡：0.21％，硒：0.01％，硫：0.005％，铜：0.048％，其余为铅，配制成普通低锑合金C；再选取锑、砷、锡、硒、硫、铜按上述同样质量百分比，并加入质量百分比为0.18％的镧和质量百分比为0.09％的铈，其余为铅，配制成稀土合金D；分别用合金C和D制作正板栅并装配组成每个单格中正极7片负极8片结构的电动车用12V10Ah电池，负极仍采用市场上通用的负极铅钙合金。