[发明专利]一种铅蓄电池用板栅合金及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种铅蓄电池用板栅合金，其包含不小于0.02重量％并且不大于0.5重量％的锡和余量的铅以及不可避免的杂质。本发明中，非锑系板栅合金,电池自放电率低，无需加水维护，且电池过充电不会有毒气体逸出；非钙系板栅合金,合金晶体颗粒细小，均匀，板栅更耐腐蚀，抗蠕变能力优异。合金中低锡的加入改进板栅性能，在充电过程中锡以离子形态转移至电解液中，它们渗透到活性物质的凝胶区，锡如粘合剂一样可以防止水化聚合物链的分解，阻滞正极活性物质在充放电过程中的脉动作用，使其密度降低，改善凝胶区的电导，预防电池早期容量损失，极大地改进电池的深循环放电恢复性能。

技术领域

本发明涉及铅蓄电池技术领域，尤其涉及一种铅蓄电池用板栅合金及其制备工艺。

背景技术

铅蓄电池主要由正负极板、隔膜、电解液、塑壳等组成，其中极板由板栅和铅膏组成，板栅是铅蓄电池的“骨架”，主要支撑铅膏活性物质和传输电能，板栅的材质(合金)对电池整体性能有重大关键性影响。

随着科技的进步，经济社会向着环保绿色方向发展，板栅合金也从最初铅锑合金转至如今的铅钙合金：铅锑合金电池自放电严重、一般生产富液电池且需定期加水维护、过充电逸出SbH3有毒气体，被环保禁用；如今铅钙合金是主流，被广泛地使用，但其深循环放电恢复性能差，板栅合金晶体尺寸大抗腐蚀性能差、抗蠕变能力差，易发生早期容量损失，在合金使用中钙元素易氧化，合金成分不稳定。

在经济社会向低碳发展转型背景下，资源利用和生产效率的提高是国际聚焦热点，而作为被广泛使用的化学电源，铅蓄电池消耗铅量占全球总产量的4/5，板栅铅耗约占电池总质量的1/4，为实现铅蓄电池轻量化、低碳、节能、绿色和高质量发展的方向，因此，急需一种性能优异的新型环保铅基合金以提高电池性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，而提出的一种铅蓄电池用板栅合金及其制备工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种铅蓄电池用板栅合金，包含不小于0.02重量％并且不大于0.5重量％的锡和余量的铅以及不可避免的杂质。

优选地，所述的一种铅蓄电池用板栅合金，包括：

不小于0.1重量％并且不大于0.4重量％Sn，其余为Pb；

其中，所述的铅合金中合金组分包括不可避免的杂质，所有重量份数总和为100重量％。

优选地，所述一种铅蓄电池用板栅合金中所含元素主要作用及设计所述的含量的原因是：

锡(Sn)的熔点是232℃，铅(Pb)的熔点是327.5℃，锡与铅互熔性良好，锡的添加降低了铅的熔点，改进了铅的流动性和增加了铅的机械强度。

在本发明的铅合金制造出铅蓄电池板栅，最终制造出铅蓄时，低锡的加入改进板栅性能，在充电过程中锡以离子形态转移至电解液中，它们渗透到活性物质的凝胶区，锡如粘合剂一样可以防止水化聚合物链的分解，阻滞正极活性物质在充放电过程中的脉动作用，使其密度降低，改善凝胶区的电导，预防电池早期容量损失，极大地改进电池的深循环放电恢复性能。如果锡的含量小于0.02重量％，铅合金不能充分获得上述作用；如果锡的含量大于0.5重量％，合金晶体颗粒较大，易于发生晶界腐蚀，电池寿命缩短。

优选地，所述不可避免的杂质为Cu、Fe、Zn、Ni、As、Sb、Cd、Ag、Bi和Ca元素，且不可避免的杂质含量范围是：

Cu含量不大于0.0010重量％；

Fe含量不大于0.0005重量％；

Zn含量不大于0.0004重量％；

Ni含量不大于0.0002重量％；

As含量不大于0.0005重量％；