專利名稱：稀土蓄電池板柵材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種稀土蓄電池板柵材料，屬于合金材料領域。
背景技術：
鉛酸蓄電池用板棚合金多年來一直采用鉛銻錫合金，近幾年生產閥控蓄電池開始采用鉛鈣錫合金，上述合金至今仍存在著在硫酸溶液中合金不耐腐蝕的問題，致使影響電池的循環使用壽命。此外，鉛鈣錫合金不適宜作深放電循環蓄電池，正極板柵因鉛鈣合金陽極腐蝕產物PbO2膜中含有較多的PbSO4，這是因為合金在陽極溶解過程中鈣溶解生成CaSO4，生成PbSO4新的結晶中心，腐蝕膜中PbSO4的增加，膜的滲透性也差，膜就更加致密，可阻礙腐蝕的深入發展。但同時引起充電困難，電阻增加，與活性物質粘結能力下降，致使深放電后再充電接受能力差，所以不適合深度循環的充放電電池的使用。
發明內容
本發明目的是針對上述電池板柵材料的不足，提供一種耐腐蝕性能好，機械強度高，且可提高電池循環耐久性的稀土蓄電池板柵材料。
本發明所采用的技術方案如下本材料是由稀土Ce與Pb-Sn合金構成的合金材料，材料的基體相為Pb-Sn，接重量比計占合金的96％-98％，Ce元素在合金材料中的含量按重量比計為2-4％。
本發明的優點是1、耐腐蝕性能好，鉛鈰錫板柵的腐蝕是在晶間或晶界進行，從腐蝕重量損失的角度來看，鉛鈰錫板柵優于鉛鈣錫板柵和鉛銻錫板柵，然而鉛鈰錫板柵也有少量的非均勻腐蝕的現象，隨著晶粒結構不同而異，細晶粒鈰合金穿透性腐蝕較輕，另一方面少量大晶粒結構要發生一些晶界滲透，但重量損失很少，這是由于大晶粒不能從表面移開的緣故，通過適當的控制合金組分，以及鑄造參數，可以獲得最適宜的晶粒結構和最小的腐蝕速度，因此鉛鈰錫板柵的耐腐蝕性能，將會在蓄電池行業得到盡快應用。
2、機械強度高，鉛鈰錫板柵對改進短時間時效和長時間的強度是十分有利的，鉛鈰錫合金可以提高板棚的強度，也有利于板柵的下道工序加工等。這對于短時間產品強度具有重要的意義，這點要比鉛鈣錫合金好得多。經加鈰的合金在獲得較高的硬度值時，所需時間比鉛銻合金或鉛鈣合金都要短。
3、可提高電池的循環耐久性，由于鉛鈰錫合金電阻率低，對電池低溫起動性能有明顯的優勢，導致對蓄電池的免維護性能也是相當好的，尤其是電池循環耐久性能優于鉛鈣錫合金和鉛銻錫合金。
四
圖1為Pb-Sb-Sn、Pb-Ca-Sn、Pb-Ce-Sn三種合金電極被腐蝕的數量對比圖；圖2為Pb-Sb-Sn、Pb-Ca-Sn、Pb-Ce-Sn三種合金電極硬化速度比較圖。
五具體實施例方式本發明是由稀土Ce與Pb-Sn合金構成的合金材料，材料的基體相為Pb-Sn，按重量比計占合金的96-98％，Ce元素占2-4％。
合金的配制工藝為首先是制作鉛、鈰母合金，母合金的制作是采用中頻感應爐，在Ar氣的保護下制得，然后再制作鉛鈰錫合金。
下面是對采用合金材料制作的電池板柵進行的實驗范例1、耐腐蝕性能將15cm2的鉛鈰錫電極片(厚度為3mm)，放在比重為1.28g/cm3的硫酸溶液中，在50℃的恒溫箱內，用10mA/cm2的電流強度對鉛鈰錫電極片進行充電實驗，經過24h后，鉛鈰錫電極片表面覆蓋有一層約0.2mm的氧化膜，繼續充電極化，經過下述三種不同時間極化，按每一極化時間為間隔各取出3個電極片，用機械方法將表面的氧化膜除掉(把極片放在葡萄糖堿性溶液中溶解)，重新稱量電極片重量，從重量的損失得出了腐蝕金屬數量，對于每一極化期間和每個電極片，按三個電極片測量的算術平均值計算，根據被腐蝕金屬的量與極化時間的關系式線性部分的斜率tgα求出穩態電極片的腐蝕速度。然后與同等實驗條件下的Pb-Sb-Sn、Pb-Ca-Sn電極片的腐蝕速度進行比較，其結果參照附圖1，從圖中可以看出Pb-Ce-Sn的耐腐蝕性能明顯優于Pb-Sb-Sn和Pb-Ca-Sn合金。
(1)電極連續極化電極在6mA/cm2的定電流密度條件下極化；(2)電極不連續極化電極在6mA/cm2的定電流密度條件下極化100小時，然后開路放置68小時，這樣就構成一個循環，每3次循環后，取出3個電極，然后進行電極重量損失測量。根據18次循環期間的電極重量損失計算腐蝕速度；(3)充電一放電循環電極在6mA/cm2的電流陽極極化(充電)9小時，再用15mA/cm2陰極極化(放電)3小時，這樣構成一個循環，充電/放電循環只包括20％的過充電。每30次循環后，取出3個電極并測量被氧化金屬的數量。根據在180次循環期間的電極重量損失確定腐蝕速度。
2、板柵機械強度對比 三種合金硬化速度比較見附圖2，從圖中可以看出Pb-Ce-Sn板柵硬度隨著時間的變化逐漸趨于穩定。
3、板柵的鑄造性能比較
權利要求
1.一種稀土蓄電池板柵材料，其特征是由稀土Ce與Pb-Sn合金構成的合金材料，材料的基體相為Pb-Sn，按重量比計占合金的96％-98％，Ce元素在合金材料中的含量按重量比計為2-4％。
全文摘要
本發明涉及一種稀土蓄電池板柵材料，屬于合金材料領域，本發明的目的是解決現有合金板柵耐腐蝕性差、機械強度低等問題，其技術特征是由稀土Ce與Pb－Sn合金構成的合金材料，材料的基體相為Pb－Sn，按重量比計占合金的96－98％，Ce元素在合金材料中的含量按重量比計為2－4％。其優點是耐腐蝕性好，機械強度高，可提高電池的循環耐久性，適用于蓄電池鑄造板柵。
文檔編號H01M4/68GK1459880SQ0215252
公開日2003年12月3日 申請日期2002年11月20日 優先權日2002年11月20日
發明者蘇建君, 胡林珍 申請人:包頭市萬安電源有限公司