专利名称：一种铅酸电池用铅锑合金板栅的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铅酸电池材料的制备方法，尤其涉及一种铅酸电池用铅锑合金板栅及其制备方法。
背景技术：
目前用作车辆动力的电池有锂电池，镍氢电池，燃料电池，铅酸电池等。镍氢由于比能量小、价格高，目前在混合动力车领域有所应用；燃料电池由于价格超高，关键材料寿命短，影响整体寿命等技术问题，在车辆领域的应用至今仍停留在概念阶段；锂电池在车辆动力领域有所应用，但安全问题、价格问题严重影响着它的市场份额。铅酸蓄电池凭借其优良的性能价格比，在二次电池领域中占有举足轻重的地位。板栅是铅酸蓄电池的关键元件，它对电池的性能有着决定性影响。为了实现铅酸蓄电池密封和少维护的要求，其正极板栅要求耐腐蚀、界面导电性好。目前铅锑合金仍是铅酸蓄电池最常用的板栅合金之一。但铅锑合金板栅有其固有的缺陷，即随着服务时间的延长，蓄电池水分解的速率增加，正极板栅腐蚀释放的锑又沉积在负极板表面，而氢在锑粒子上析出更容易。
发明内容
为克服上述不足，本发明提供一种铅酸电池用铅锑合金板栅的制备方法，使用该方法制备的正极板栅，具 有良好的导电性能和耐腐蚀性能。为了实现上述目的，本发明提供的一种铅酸电池用铅锑合金板栅的制备方法，包括如下步骤
步骤1，制备铅-钆、铅-钇母合金
将铅在500-550 °C下熔化，升温至1300-1350 °C，加入钆，经过捞渣、搅拌，在1350-1400°C下保温10-20分钟形成所述的铅-钆母合金，其中钆的质量百分比为3_5% ；
将铅在500-550 °C下熔化，升温至1500-1600 °C，加入钇，经过捞渣、搅拌，在1550-1650°C下保温10-20分钟形成所述的铅-钇母合金，其中钇的质量百分比为5_7% ；步骤2，制备铅、锑、稀土合金
将铅在氮气保护下熔融后，加入锑并搅拌，其中锑的质量百分比为10-15%，将熔融的合金继续升温至800-900°C保持20-30min ;然后在真空条件下升温至1200-1300°C保持20-30min，最后在惰性气体保护下降至600-700°C保持30_40min ；
将上述铅-钆、铅-钇母合金加入到上述熔融的铅锑液中，其中铅-钆、铅-钇母合金占整个合金的质量百分比分别为15-20%和5-10%，混炼，经过捞渣、搅拌后，保温l_2h，浇铸并冷却形成铅锑钆钇合金板栅。其中，所述铅、钆、钇、锑的纯度至少为99. 99%。其中，所述惰性气体优选为氮气。其中，步骤2中所述混炼优选在700_800°C进行。
本发明还提供了一种上述任意方法制备的铅酸电池用铅锑合金板栅。本发明制备的铅锑合金板栅，采用特定工艺将稀土金属钆、钇与铅锑合金按特定配比均匀混合，使得该板栅在用于铅酸电池时，具有较高的导电性能和耐腐蚀性能，使得铅酸电池具有较长的使用寿命。
具体实施例方式实施例一
制备铅-钆、铅-钇母合金
将至少纯度为99. 99%的纯铅在500°C下熔化，升温至1300°C，加入至少纯度为99. 99%的纯钆，经过捞渣、搅拌，在1350°C下保温10分钟形成所述的铅-钆母合金，其中钆的质量百分比为3%。将至少纯度为99. 99%的纯铅在500°C下熔化，升温至1500°C，加入至少纯度为99. 99%的纯钇，经过捞渣、搅拌，在1550°C下保温20分钟形成所述的铅-钇母合金，其中钇的质量百分比为5%。制备铅、锑、稀土合金
将至少纯度为99. 99%的纯铅在氮气保护下熔融后，加入至少纯度为99. 99%的纯锑并搅拌，其中锑的质量百分比为10%，将熔融的合金继续升温至800°C保持30min，然后在真空条件下升温至1200°C保持20min，最后在氮气保护下降至600°C保持40min。将上述铅-钆 、铅-钇母合金加入到上述熔融的铅锑液中，其中铅-钆、铅-钇母合金占整个合金的质量百分比分别为15%和5%，在700°C下混炼，经过捞渣、搅拌后，保温lh，浇铸并冷却形成铅锑钆钇合金板栅。实施例二
制备铅-钆、铅-钇母合金
将至少纯度为99. 99%的纯铅在550°C下熔化，升温至1350°C，加入至少纯度为99. 99%的纯钆，经过捞渣、搅拌，在1400°C下保温10分钟形成所述的铅-钆母合金，其中钆的质量百分比为5%。将至少纯度为99. 99%的纯铅在550°C下熔化，升温至1600°C，加入至少纯度为99. 99%的纯钇，经过捞渣、搅拌，在1650°C下保温10分钟形成所述的铅-钇母合金，其中钇的质量百分比为7%。制备铅、锑、稀土合金
将至少纯度为99. 99%的纯铅在氮气保护下熔融后，加入至少纯度为99. 99%的纯锑并搅拌，其中锑的质量百分比为15%，将熔融的合金继续升温至900°C保持20min，然后在真空条件下升温至1300°C保持20min，最后在氮气保护下降至700°C保持30min。将上述铅-钆、铅-钇母合金加入到上述熔融的铅锑液中，其中铅-钆、铅-钇母合金占整个合金的质量百分比分别为20%和10%，在800°C下混炼，经过捞渣、搅拌后，保温lh，浇铸并冷却形成铅锑钆钇合金板栅。比较例
选取各成分按如下质量百分比锑1. 5%，砷:0. 21%，锡:0. 18%，硒:0. 012%,硫0. 005%，铜0. 044%，其余为铅，熔铸配置成普通低锑合金板栅。
将上述实施例一、二以及比较例所得正极板栅制备成相同规格的铅酸电池，按照恒流5A放电至10. 5V，然后恒压14. 4V，限流1. 8A充电10小时为一个完整循环，当电池的剩余容量低于额定容量的70%时，判定寿命终止。对上述三 种合金板栅的电池平行进行100%放电深度的寿命循环试验，经测试该实施例一和二的的材料与比较例的产物相比，比容量提高了使用寿命提高1. 6倍以上。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
权利要求
1.一种铅酸电池用铅锑合金板栅的制备方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1，制备铅-钆、铅-钇母合金将铅在500-550 °C下熔化，升温至1300-1350 °C，加入钆，经过捞渣、搅拌，在 1350-1400°C下保温10-20分钟形成所述的铅-钆母合金，其中钆的质量百分比为3_5% ；将铅在500-550 °C下熔化，升温至1500-1600 °C，加入钇，经过捞渣、搅拌，在 1550-1650°C下保温10-20分钟形成所述的铅-钇母合金，其中钇的质量百分比为5_7% ；步骤2，制备铅、锑、稀土合金将铅在氮气保护下熔融后，加入锑并搅拌，其中锑的质量百分比为10-15%，将熔融的合金继续升温至800-900°C保持20-30min ;然后在真空条件下升温至1200-1300°C保持 20-30min，最后在惰性气体保护下降至600-700°C保持30_40min ；将上述铅-钆、铅-钇母合金加入到上述熔融的铅锑液中，其中铅-钆、铅-钇母合金占整个合金的质量百分比分别为15-20%和5-10%，混炼，经过捞渣、搅拌后，保温l_2h，浇铸并冷却形成铅锑钆钇合金板栅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述铅、钆、钇、锑的纯度至少为 99. 99%ο
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中所述混炼在700-800°C进行。
5.一种如权利要求1所述方法制备的铅酸电池用铅锑合金板栅。
全文摘要
本发明一种铅酸电池用铅锑合金板栅的制备方法将纯铅熔化，加入纯钆，形成铅-钆母合金；将纯铅熔化，加入纯钇，形成铅-钇母合金；将纯铅熔融后，加入纯锑，继续升温至800-900℃保持20-30min，然后升温至1200-1300℃保持20-30min，最后在氮气保护下降至600-700℃保持30-40min；将上述铅-钆、铅-钇母合金加入到上述熔融的铅锑液中混炼，保温1-2h，形成铅锑钆钇合金板栅。本发明制备的铅锑合金板栅，采用特定工艺将稀土金属钆、钇与铅锑合金按特定配比均匀混合，使得该板栅在用于铅酸电池时，具有较高的导电性能和耐腐蚀性能，使得铅酸电池具有较长的使用寿命。
文档编号H01M4/84GK103050710SQ201210571088
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者姜波 申请人:上海锦众信息科技有限公司