专利名称：稀土蓄电池板栅材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种稀土蓄电池板栅材料，属于合金材料领域。
背景技术：
铅酸蓄电池用板棚合金多年来一直采用铅锑锡合金，近几年生产阀控蓄电池开始采用铅钙锡合金，上述合金至今仍存在着在硫酸溶液中合金不耐腐蚀的问题，致使影响电池的循环使用寿命。此外，铅钙锡合金不适宜作深放电循环蓄电池，正极板栅因铅钙合金阳极腐蚀产物PbO2膜中含有较多的PbSO4，这是因为合金在阳极溶解过程中钙溶解生成CaSO4，生成PbSO4新的结晶中心，腐蚀膜中PbSO4的增加，膜的渗透性也差，膜就更加致密，可阻碍腐蚀的深入发展。但同时引起充电困难，电阻增加，与活性物质粘结能力下降，致使深放电后再充电接受能力差，所以不适合深度循环的充放电电池的使用。
发明内容
本发明目的是针对上述电池板栅材料的不足，提供一种耐腐蚀性能好，机械强度高，且可提高电池循环耐久性的稀土蓄电池板栅材料。
本发明所采用的技术方案如下本材料是由稀土Ce与Pb-Sn合金构成的合金材料，材料的基体相为Pb-Sn，接重量比计占合金的96％-98％，Ce元素在合金材料中的含量按重量比计为2-4％。
本发明的优点是1、耐腐蚀性能好，铅铈锡板栅的腐蚀是在晶间或晶界进行，从腐蚀重量损失的角度来看，铅铈锡板栅优于铅钙锡板栅和铅锑锡板栅，然而铅铈锡板栅也有少量的非均匀腐蚀的现象，随着晶粒结构不同而异，细晶粒铈合金穿透性腐蚀较轻，另一方面少量大晶粒结构要发生一些晶界渗透，但重量损失很少，这是由于大晶粒不能从表面移开的缘故，通过适当的控制合金组分，以及铸造参数，可以获得最适宜的晶粒结构和最小的腐蚀速度，因此铅铈锡板栅的耐腐蚀性能，将会在蓄电池行业得到尽快应用。
2、机械强度高，铅铈锡板栅对改进短时间时效和长时间的强度是十分有利的，铅铈锡合金可以提高板棚的强度，也有利于板栅的下道工序加工等。这对于短时间产品强度具有重要的意义，这点要比铅钙锡合金好得多。经加铈的合金在获得较高的硬度值时，所需时间比铅锑合金或铅钙合金都要短。
3、可提高电池的循环耐久性，由于铅铈锡合金电阻率低，对电池低温起动性能有明显的优势，导致对蓄电池的免维护性能也是相当好的，尤其是电池循环耐久性能优于铅钙锡合金和铅锑锡合金。
四
图1为Pb-Sb-Sn、Pb-Ca-Sn、Pb-Ce-Sn三种合金电极被腐蚀的数量对比图；图2为Pb-Sb-Sn、Pb-Ca-Sn、Pb-Ce-Sn三种合金电极硬化速度比较图。
五具体实施例方式本发明是由稀土Ce与Pb-Sn合金构成的合金材料，材料的基体相为Pb-Sn，按重量比计占合金的96-98％，Ce元素占2-4％。
合金的配制工艺为首先是制作铅、铈母合金，母合金的制作是采用中频感应炉，在Ar气的保护下制得，然后再制作铅铈锡合金。
下面是对采用合金材料制作的电池板栅进行的实验范例1、耐腐蚀性能将15cm2的铅铈锡电极片(厚度为3mm)，放在比重为1.28g/cm3的硫酸溶液中，在50℃的恒温箱内，用10mA/cm2的电流强度对铅铈锡电极片进行充电实验，经过24h后，铅铈锡电极片表面覆盖有一层约0.2mm的氧化膜，继续充电极化，经过下述三种不同时间极化，按每一极化时间为间隔各取出3个电极片，用机械方法将表面的氧化膜除掉(把极片放在葡萄糖碱性溶液中溶解)，重新称量电极片重量，从重量的损失得出了腐蚀金属数量，对于每一极化期间和每个电极片，按三个电极片测量的算术平均值计算，根据被腐蚀金属的量与极化时间的关系式线性部分的斜率tgα求出稳态电极片的腐蚀速度。然后与同等实验条件下的Pb-Sb-Sn、Pb-Ca-Sn电极片的腐蚀速度进行比较，其结果参照附图1，从图中可以看出Pb-Ce-Sn的耐腐蚀性能明显优于Pb-Sb-Sn和Pb-Ca-Sn合金。
(1)电极连续极化电极在6mA/cm2的定电流密度条件下极化；(2)电极不连续极化电极在6mA/cm2的定电流密度条件下极化100小时，然后开路放置68小时，这样就构成一个循环，每3次循环后，取出3个电极，然后进行电极重量损失测量。根据18次循环期间的电极重量损失计算腐蚀速度；(3)充电一放电循环电极在6mA/cm2的电流阳极极化(充电)9小时，再用15mA/cm2阴极极化(放电)3小时，这样构成一个循环，充电/放电循环只包括20％的过充电。每30次循环后，取出3个电极并测量被氧化金属的数量。根据在180次循环期间的电极重量损失确定腐蚀速度。
2、板栅机械强度对比 三种合金硬化速度比较见附图2，从图中可以看出Pb-Ce-Sn板栅硬度随着时间的变化逐渐趋于稳定。
3、板栅的铸造性能比较
权利要求
1.一种稀土蓄电池板栅材料，其特征是由稀土Ce与Pb-Sn合金构成的合金材料，材料的基体相为Pb-Sn，按重量比计占合金的96％-98％，Ce元素在合金材料中的含量按重量比计为2-4％。
全文摘要
本发明涉及一种稀土蓄电池板栅材料，属于合金材料领域，本发明的目的是解决现有合金板栅耐腐蚀性差、机械强度低等问题，其技术特征是由稀土Ce与Pb－Sn合金构成的合金材料，材料的基体相为Pb－Sn，按重量比计占合金的96－98％，Ce元素在合金材料中的含量按重量比计为2－4％。其优点是耐腐蚀性好，机械强度高，可提高电池的循环耐久性，适用于蓄电池铸造板栅。
文档编号H01M4/68GK1459880SQ0215252
公开日2003年12月3日 申请日期2002年11月20日 优先权日2002年11月20日
发明者苏建君, 胡林珍 申请人:包头市万安电源有限公司