專利名稱：動力鉛酸蓄電池正極板柵合金及制作工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力鉛酸蓄電池正極板柵合金及制作工藝，屬于鉛酸蓄電池領域。
背景技術：
目前用作車輛動力的電池有鋰電池，鎳氫電池，燃料電池，鉛酸電池等。鎳氫由于比能量小、價格高，目前在混合動力車領域有所應用；燃料電池由于價格超高，關鍵材料壽命短，影響整體壽命等技術問題，在車輛領域的應用至今仍停留在概念階段；鋰電池在車輛動力領域有所應用，但安全問題、價格問題嚴重影響著它的市場份額。鉛酸蓄電池憑借其優良的性能價格比，在二次電池領域中占有舉足輕重的地位。 鉛酸蓄電池具有較高的工作電壓，較好的大電流放電性能和高低溫度放電性能，很高的安全性能，相對很低的價格。它既適合于作為車輛起動動力、又適合于作為車輛牽引動力。因此，鉛酸蓄電池廣泛應用于動力車輛領域，特別是電能容量要求較高的純電動車領域。盡管用作動力的鉛酸蓄電池技術成熟，使用很廣，但由于其正板柵采用含鎘鉛合金制作，生產過程對環境、對生產員工身體影響較大，特別廢舊電池回收處理利用時，對環境的影響更大，因此對動力鉛酸蓄電池的正極板柵配方進行調整，減少其對環境的影響具有非常重要的意義。目前，幾乎所有的動力鉛酸蓄電池都采用含鎘合金制作正極板柵，有單位試用備用電池的鉛鈣合金制作，結果是壽命不長，才一年左右，至目前還沒有較好合金來替代含鎘合金。
發明內容
本發明的目的在于克服現有含鎘合金的不足之處，提供一種不含鎘、污染小，并且導電性、加工工藝性和力學性能等綜合性能好的動力鉛酸蓄電池正極板柵合金，同時提供操作規范，能保證產品質量的該合金制作工藝。本發明提供的動力鉛酸蓄電池正極板柵合金，以鉛為主要成分，其改進之處是該合金中不含鎘，為鉛銻多元合金，各組分及其重量百分比為鉛97. 6% 98. 27%，銻1. 4% 1. 7%,砷 0. 1% 0. 3%,錫 0. 2% 0. 3%,銅 0. 02% 0. 05%,硒 0. 01% 0. 05%。本發明提供的上述合金的制作工藝是按重量百分比備好鉛、銻、砷、錫、銅、硒六種原料，先將60%重量的鉛升溫至800 820°C熔化在圓形熔鍋中，用攪拌器以200 300 轉/分鐘速度攪動，向熔融鉛旋渦中加入銅和銻，持速攪動15 30分鐘，再加入其余重量的鉛，繼續攪動，將合金液溫度降至600 620°C，保持該溫度，向熔融鉛旋渦中加入砷、錫和硒，持速攪動30 40分鐘，最后將合金液降溫至500 520°C，停止攪動，降至常溫，合金制作完成。上述制作工藝中，加入銅的方法是通過換算，加入相應的含銅量達重量百分比90% 以上的錫青銅，加入時溫度為800°C ；加入砷、錫、硒的方法是直接加入市售的純材料，加入時溫度為600°C ；加入銅、銻、砷、錫、硒組分時，邊攪動邊加入，攪動速度200 300轉/分鐘；所述攪拌器采用“十”字形螺旋槳，由電機帶動。由本發明提供的應用合金制作板柵時，將應用合金升溫至500 520°C，采用不同型號的鑄模，在模溫150 180°C環境下灌注，即可生產出不同型號的正極板柵。本發明合金中不含高危材料鎘，以鉛銻合金代替鉛鎘合金，在生產制作和回收處理過程中，大大減少污染，對環境友好，對員工健康有利。合金中各組分科學篩選，優化組合，使合金綜合性能優越，在主體鉛中添加各組分取得如下有益效果
銻增加了板柵的硬度、強度，提升了其后序加工工藝性能，提升了板柵與活物質的接合力；
砷晶粒修飾，增加了板柵的強度，減少了板柵熱裂的產生；
錫提高了合金的流動性；晶粒修飾，提高了板柵的耐腐蝕性、導電性，板柵的蠕變性能也得到加強；
銅與砷共同形成合金的成核劑，細化晶粒，改善板柵的力學性能。硒細化晶粒，提高了板柵的耐腐蝕性、提升了板柵與活物質的接合力。針對上述鉛銻多元合金，本發明還提出了相應的制作工藝，經反復試驗，對操作步驟、工藝條件和主要參數作了改進和優選，形成完整、規范的制作工藝，能保證批量生產時，
產品質量穩定可靠。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步說明。按重量份配比，備好下列原料鉛98份，含銅量達重量百分比90%以上的錫青銅 0. 05份，銻1. 6份，砷0. 2份，錫0. 25份，硒0. 04份。先將60份鉛升溫至800°C熔化在圓形熔鍋中，用“十”字螺旋槳以250轉/分鐘速度攪動，向熔融鉛旋渦中邊攪動邊加入錫青銅，保持800°C，持速攪動20分鐘，再加入其余38份鉛，繼續攪動10分鐘，將合金液降溫至 600°C，保持該溫度，向熔融鉛旋渦中以同樣轉速邊攪動邊加入砷、錫和硒，持速攪動30分鐘，最后將合金液降溫至500°C，停止攪動，降至常溫，本發明的合金(又稱應用合金)制作完成。用本發明的應用合金制作正極板柵，而負極板柵材料及正、負極活物質均不變，按常規工藝制成動力鉛酸蓄電池，經測試比較，與含鎘合金作正極板柵的電池整體性能一致， 且部分指標有提升，而突出優點在于污染大為減少。
權利要求
1.一種動力鉛酸蓄電池正極板柵合金，以鉛為主要成分，其特征是該合金中不含鎘，為鉛銻多元合金，各組分及其重量百分比為鉛97. 6% 98. 27%，銻1. 4% 1. 7%，砷0. 1% 0. 3%,錫 0. 2% 0. 3%,銅 0. 02% 0. 05%,硒 0. 01% 0. 05%。
2.一種制備如權利要求1所述動力鉛酸蓄電池正極板柵合金的制作工藝，其特征是按重量百分比備好鉛、銻、砷、錫、銅、硒六種原料，先將60%重量的鉛升溫至800 820°C熔化在圓形熔鍋中，用攪拌器以200 300轉/分鐘速度攪動，向熔融鉛旋渦中加入銅和銻，持速攪動15 30分鐘，再加入其余重量的鉛，繼續攪動，將合金液溫度降至600 620°C，保持該溫度，向熔融鉛旋渦中加入砷、錫和硒，持速攪動30 40分鐘，最后將合金液降溫至 500 520°C，停止攪動，降至常溫，合金制作完成。
3.按權利要求2所述的合金制作工藝，其特征是加入銅的方法是通過換算，加入相應的含銅量達重量百分比90%以上的錫青銅，加入時溫度為800°C。
4.按權利要求2所述的合金制作工藝，其特征是加入砷、錫、硒的方法是直接加入市售的純材料，加入時溫度為600°C。
5.按權利要求2所述的合金制作工藝，其特征是加入銅、銻、砷、錫、硒組分時，邊攪動邊加入，攪動速度200 300轉/分鐘。
6.按權利要求2所述的合金制作工藝，其特征是所述攪拌器采用“十”字形螺旋槳，由電機帶動。
全文摘要
本發明公開一種動力鉛酸蓄電池正極板柵合金及制作工藝，合金中各組分及重量百分比為鉛97.6%～98.27%，銻1．4～1．7%，砷0．1～0.3%，錫0.2～0.3%，銅0.02～0.05%，硒0.01～0.05%。該合金制作在一圓形熔鍋中進行，按順序邊攪動邊加入不同組份，工藝規范、合理，操作簡便可行。本發明的合金具有優良的可鑄性能和加工工藝性，電阻小，導電性能和耐腐蝕性能好，用于制作正板柵做成動力鉛酸蓄電池，具有較長的壽命，尤其是該合金不含高危材料鎘，生產過程及廢舊處理污染危害大為減小。
文檔編號H01M4/68GK102340007SQ201110298568
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者錢存萍, 陸亞山 申請人:江蘇貝思特動力電源有限公司