[发明专利]一种铅酸蓄电池用稀土板栅合金

说明书

本发明公开了一种铅酸蓄电池用稀土板栅合金。述稀土板栅合金的原料重量比组成为：钙：0.10～0.14％，锡：0.8～1.5％，铝：0.02～0.05％，铋：0.2～0.4％，RE：0.05％～0.15％，余量为Pb。将稀土元素添加到铅酸蓄电池用铅基合金中时，该稀土合金具备Pb‑Sb系和Pb‑Ca系的优点，有效克服了现有技术中制备板栅存在的问题，明显提高了板栅性能，同时也提高了电池性能、延长了电池使用寿命。也解决了冬季充电接受能力差的问题。在铅酸蓄电池领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，特别是涉及一种铅酸蓄电池用稀土板栅合金。

背景技术

随着新能源产业的不断发展，国家对环境保护以及资源合理利用的更加重视，铅蓄行业在发展中追求高效实用，追求铅酸蓄电池的高性能，提高电池的使用寿命、深循环以及充电接受能力等，其中板栅合金在蓄电池中起着很重要的作用，改善合金性能是一个很重要的方向。

板栅是铅酸蓄电池的支架，它可以支撑活性物质，充当活性物质的载体，也可以传导汇集电流，所以行业对板栅合金的耐腐蚀性能和导电性能有了很大的要求，现在铅酸蓄电池正极板栅合金一般采用铅钙合金。铅钙合金能够替代铅锑合金成为现今的主要使用合金，最大的优点就是钙的析氢过电位相对较高，降低电池负极的析氢量，减少水损失，具有良好的免维护性能。但铅钙合金晶间腐蚀现象严重,钙含量不易控制,尤其是电池板栅表面形成的高阻抗钝化膜严重地阻碍着电池充放电过程的进行,与活性物质的粘接能力下降，使得电池的早期容量损失(PCL)现象加剧,从而大大地缩短电池的使用寿命,其中以正极板栅的影响为最。

针对上面原因，通常在合金中添加高含量的锡，在减少钙氧化损耗的同时，生成的Pb-Sn金属间化合物以沉淀的形式分布在铅基体中，加强了铅合金。但锡含量的增加增大了合金的晶粒尺寸，同时部分锡会在晶粒边界析出，导致合金的晶间腐蚀现象。也有在合金中添加镉来提高合金的析氢电位，降低腐蚀程度，消除板栅的脆裂，但是本身镉有毒性，这对于生产本身就有很大的限制。

研究者发现稀土元素的添加对铅酸蓄电池板栅有着良好的效果，添加的稀土能够和铅形成金属间化合物，中和某些铅合金的晶间撕裂现象，提高合金的抗拉强度和抗蠕变性，提高电池的深充电能力，提高析氢过电位。稀土元素的添加可以增加铅钙合金的自腐蚀电位、致钝电位，提高铅钙合金的钝化区宽度和过钝电位，降低铅钙合金的致钝电流。

发明内容

本发明针对的技术问题是：现有技术中制备的板栅存在一定缺陷，影响了电池性能及其实际应用效果。

针对上述问题，本发明提供了一种铅酸蓄电池用稀土板栅合金。该板栅同时具备Pb-Sb系及Pb-Ca系的优点，弥补了现有技术中板栅合金存在的不足，使板栅合金及其制备的电池性能与使用寿命得到明显提高。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种铅酸蓄电池用稀土板栅合金，所述稀土板栅合金的原料重量比组成为：钙：0.10～0.14％，锡：0.8～1.5％，铝：0.02～0.05％，铋：0.2～0.4％，RE：0.05％～0.15％，余量为Pb。

所述的铅酸蓄电池用稀土板栅合金，所述Pb为纯度99.95％以上的精铅。

所述的铅酸蓄电池用稀土板栅合金，所述RE选自La、Nd和Sm的一种或任几种的混合。

一种上述的铅酸蓄电池用稀土板栅合金的制备方法，该方法包括以下步骤：

按照要求的比例准备Pb-Ca母合金、锡、铝、铋、RE及精铅Pb；

取精铅加热至400～550℃制成铅液；

取一部分上述铅液，向其中加入Pb-Ca母合金，熔化混合均匀形成Pb-Ca合金熔液；

取上述剩余的铅液，向其中加入RE，熔化混合均匀形成Pb-RE合金熔液；