专利名称：全密闭铅酸蓄电池板栅合金材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合金材料，尤其是一种用于全密闭铅酸蓄电池的板栅合金材料。
铅酸蓄电池自问世以来已有一百多年的历史，成为当今二次电池的支柱产业之一。由于普通铅酸蓄电池需要定期维护，时常出现漏液，酸雾等问题，使其使用范围受到很大限制。为此，开发研制密闭免维护蓄电池，成为铅酸蓄电池领域的一个十分活跃的课题。铅钙合金于1930年美国贝尔实验室首先提出，在1974年美国通用汽车公司将其应用于汽车电池。然而，该合金的浇铸造性能差，钙的损失严重，为此，人们又进行了大量的研究工作，开发出Pb-Ca-Sn合金，适当地提高了合金的流动性，又开发出Pb-Ca-Sn-Al合金，减少了在铸造过程中钙的损失，但就目前的Pb-Ca-Sn-Al合金，仍然存在着三个主要缺点，(1)合金的机械强度低，做大型电池困难;(2)正极板栅的变形膨胀造成电池内部短路;(3)正极表面腐蚀产物的PbSO4使电池的早期容量下降。为了克服上述三大缺陷，又有人研制出Pb-Ca-Sn-Al-Na合金，即在Pb-Ca-Sn-Al合金中加入0.01～0.02%的Na，以提高合金的机械强度，但该合金的析氢过电位下降，而且另外两个缺点也没能克服。
此外，另一种传统的铅酸蓄电池板栅合金材料Pb-Sb合金，其含锑的主要优点是在板栅与活性物质之间形成PbO2，使电池具有优良的循环性能，一般认为不含锑的合金，易造成电池的早期容量下降，即“无锑效应”。然而，如果在Pb-Ca合金中加入Sb，会形成Ca和Sb的金属化合物，这种化合物由于具有很高的熔点而析出，不仅影响Ca的有益作用，而且会使合金的耐腐蚀性能严重下降。
本发明的目的是提出一种在Pb-Ca合金中加入Bi-Ga-Ag三元合金的方案，从而制成新型的全密闭铅酸蓄电池的板栅合金材料，以克服现有技术中存在的不足之处。
本发明的目的是这样实现的。
全密闭铅酸蓄电池的板栅合金材料是在Pb-合金中，加入由Bi-Ga-Ag组成的三元合金而制成。该合金的配比是Pb-0.08-0.1%Ca-0.05～0.1%BixGayAgz，其中X＝0.8～0.85，Y＝0.05～0.15，Z＝0.05～0.1。
本发明加入铋合金代替锑。因为铋与锑同族，其性能与锑相似，但实践证明，铋的加入量及方式合金性能影响很大，一般控制含铋量在0.14%以下。另外，铋易形成低溶点共晶物，铋的加入最好是采用适当的合金。本发明是将铋制成铋镓银三元合金加入的。镓可以有效地提高合金的表面能量，从而抑制PbO2向PbSO4的转化。银是一种十分良好的变质剂，银的加入可以使合金元素均匀分布，而且还可以抑制Ca、Bi、Ga元素向晶界析出，使合金具有优良的耐腐蚀性能。虽然银属于贵重金属，但加入的总量很小，不会造成合金成本的太大升高。
以下给出本发明的两个实施例实施例1用普通熔化炉配制出Pb-0.08%Ca合金，其温度控制在500～510℃。用坩锅炉在400℃时配制出85%Bi-10%Ga-5%Ag三元合金，将三元合金按0.05%的比例加入到Pb-0.08%Ca合金中，然后在500℃±10℃下，浇铸成12V38AH密闭电池板栅。
实施例2配制出Pb-0.1%Ca合金，其温度控制在510℃。配制80%Bi-10%Ga-10%Ag三元合金，按0.1%的比例加入到Pb-0.1%Ca合金中，后在500℃下铸成12V100AH密闭电池板栅。
本发明合金料具有优良的浇铸性能，机械性能，耐腐蚀性能和较低的电阻。用该合金制成的极板，在同等条件下与普通极板相比可缩短化成时间4-5小时。用该合金制作正极板栅的表面腐蚀产物是PbO2，克服了Pb-Ca合金由于表面腐蚀产物是PbSO4，所造成的电池早期容量下降。用该合金制作的电池板栅，其密闭反映效率达99.7%;第三次容量达106AH，循环使用寿命高达540次(60%放电);定压充电达到720天，均远远高于日本工业标准SBA2101-88和SBA3101-82的要求。
权利要求
1.一种全密闭铅酸蓄电池板栅合金材料，其特征在于它是在pb-Ca合金中，加入由Bi-Ga-Ag组成的三元合金而制成。
2.按照权利要求1所述的板栅合金材料，其特征在于合金的配比是Pb-0.08～0.1% Ca-0.05～0.1% BiGayAgz，其中X＝0.8～0.85，Y＝0.05～0.15，Z＝0.05～0.1。
3.按照权利要求1或2所述的板栅合金材料，其特征在于合金的配比是Pb-0.08% Ca-0.085% Bi-0.01% Ga-0.005% Ag。
4.按照权利要求1或2所述的板栅合金材料，其特征在于合金的配比是Pb-0.1% Ca-0.08% Bi-0.01% Ga-0.01%Ag。
全文摘要
本发明是一种用于密闭铅酸蓄电池板栅的合金材料，该合金材料是Pb-Ca合金中加入0.05～0.1％Bi
文档编号H01M4/38GK1070770SQ9210588
公开日1993年4月7日 申请日期1992年7月25日 优先权日1992年7月25日
发明者陈有孝 申请人:南开大学新能源材料化学研究所