[发明专利]蓄电池板栅的多元合金及制作工艺方法

说明书

本发明涉及制做各类铅酸蓄电池板栅的新型材料，一种多元、高能、耐腐蚀蓄电池板栅合金及其制作方法。

新中国成立以来，我国蓄电池行业一直使用铅锑合金制做蓄电池板栅。由于铅锑合金硬度、强度都较大，配制手续简便，液体流动性好，有利于铅膏粘附，所以铅锑合金一直被作为制造蓄电池板栅的主要合金材料而广泛采用。但是铅锑合金也有一些本质上的缺点，如电池充电时S_b会从阳极溶出，在海绵状阴极上析出，形成局部小电池，产生自放电。另外，S_b同P_b相比较氢的过电位小，电解液容易被分解。因此必须在电池的使用过程中经常补水。过充电时从阴极上产生有毒的S_bH₃。同时，铅锑合金蓄电池阳极耐腐蚀性差，这些使得铅锑合金蓄电池具有自放电严重，维修麻烦，使用寿命短的缺陷。

近年来，随着蓄电池隔板的改进和为提高电池比能量而采用的薄型极栅以及蓄电池行业为减少维修量提出的新要求使得铅锑合金的正极板栅的耐腐蚀问题更加突出了，并已成为影响蓄电池寿命的主要因素。因此，许多国家的电池研究工作者都在致力寻找一种性能更好的型板栅材料以达到延长电池寿命的目的。现在已有铅钙合金，铅钙锡合金等。这些新合金都在一定程度上提高了蓄电池质量，改善了蓄电池的性能。但是，在延长蓄电池使用寿命上，效果不大明显。

本发明的目的是提供一种多元素蓄电池板栅合金及制作方法。使蓄电池与铅锑合金蓄电池相比可节约原材料10％以上，而且，析气少，自放电轻，维修简便，并可延长寿命3-4倍。

本发明多元素蓄电池板栅在不降低板栅强度的前提下，完全取消了锑作硬化剂，并实现了气化少，水损失慢，自放电轻微，使用寿命长的目的。该合金由铅、铜、铝、银、钙、锡六元素组成，铅元素采用99.994％的电解铅代替传统铅锑合金中使用的粗铅。

所述多元素蓄电池板栅合金各组分配比：

合金元素  要求标准    比例(重量比)1#铅          99.994％    96.12～92.76％铜            99.5％      0.3～0.5％钙            99％        0.05～0.2％铝            99.5％      0.03～0.04％锡            99.5％      1.5～2.5％银            99.7％      2～4％

所述多元素蓄电池板栅合金的制作工艺方法如下：

以上六种原料按最高极限称重，分别存放，这几种元素按比例在坩埚中制成中间合金。在制作过程中要加盖木炭粉以防氧化。并且在500℃加钙，600℃加银，660℃加铝，700℃加铜，搅拌均匀倒入锭模内。

然后将清洗烘干的铅锭放入预热的坩埚内，熔化后加木炭覆盖，升温近600℃时中间合金，搅拌均匀，取样分析，当温度降至500℃时用氯化铵脱气，然后浇入锭模内。

当需要制做板栅时，用以上所述的合金按工艺要求溶化浇铸板栅即可。

自84年以来经过多次试验对比，用于汽车蓄电池极板，在保证容量的前提下，极板由2.4m/m减至1.8m/m节约原材料20％左右，使用寿命延长3～4倍，析气减少，补水期延长10倍，自放电轻微，耐腐蚀性提高3～4倍。

下面以制作矿灯蓄电池板栅为实例详细说明：

一、备料：

1、首先根据生产需要把电解铅、铜、铝、钙、锡、银按各自比例制成中间合金，再配成最后合金，浇铸成合金锭。

2、用含铅量99.994％的电解铅铸成25～30m/m的铅球，然后用球磨机磨成120目铅粉，经过化验铅粉氧化度，然后将合格的铅粉倒入桶内存放，备用。

二、制造正负极板：

1、把合金锭放入坩埚熔化，温度达525～550℃时把合金液倒入正极板栅模内浇成正极板栅，把正极玻璃纤维丝管套在正极板栅蕊柱上，把管内注入铅粉，封上底托，用清水洗去外部沾着的铅粉，烘干后等待化成。

2、把合金液倒入负极板栅模内，浇成负极板栅。往铅粉中加入有关添加剂(炭黑、硫酸钡、腐植酸等)，用比重1.05稀硫酸加入和膏机进行搅拌，待膏和成后用专用工具把铅膏均匀涂在负极板片上，整平后送入蒸锅4个大气压40分钟取出，然后放在凉片架上，烘干等待化成。

三、极板化成：

将正负极板按一定的排列放入化成槽内，把正负极板分别焊在通电导线上，进行定流通电40～50小时。然后取出用清水洗去表面酸液，凉2小时后入烘干室烘干。再把极板放入冲床内冲成单片，放入箱内供装配时使用。

四、组装：

将负极板两片焊成一体，把正极板装在二片负极板中间，极板之间夹有玻璃丝和塑料隔板，按正负极标志装入电池槽内，按上连接条，用胶把口封严，自然凉干后检验。