蓄电池板栅用铅合金锑与锡探讨.doc

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1、蓄电池板栅用铅合金铤与锡探讨摘要：研究了锤和锡加入铅合金后对铅基合金的彩响，并对腐蚀钝化阻挡层形成过程的T作原理进行对比分析，讨论了锐和锡在钝化层中的存在形式和位置。铅铢和铅锡合金板栅表面钝化层山Pb、铅氧化物、PbSO”、綁氧化物或锡氧化物构成。锐在腐蚀钝化层中以复杂氧化物PbSbA的形式存在；锡在钝化层中的存在形式有Sn仃I)氧化物SnO和Sn(IV)氧化S2之;此外,Sn还可以Sn(III)、Sn(IV)形式嵌入到PbO/PbOx.和Pb(k晶格中。Sn在钝化层中既可以沉积在氧化物晶界位，同时乂能渗入到晶格内部。

2、关键词:铅酸蓄电池；板栅；铅合金日前铅酸蓄电池的板栅材料主要是各种铅基合金，包括铅挪合金和铅锡合。铅挪板栅合金具冇循环寿命和使用命长、机械性能好、硬度高、铸造性能好、制适丁艺简单优点，但在充放电过中正极板中的铢能迁移到负极板上，以金属铸的形式沉积，降低析氢过电位，而使电解液损耗加剧，加大了电池的自放电现象。此外，铅锐合金正板栅的总腐蚀速率随合金中挪含量的增加而提高。铅锡板栅合金具冇良好的浇铸性能和机械强度，锡的加入能防止活性物质二二氧化铅临界面上阻挡层的形成，改善深放电后的再充电能力。锡可在仑金面生成一层二氧化锡保护层

3、，防止合金的氧化损失;但是，过高的锡禽量会使结晶颗粒增大，晶间腐蚀敏感性增加，同时冇助于电池的H放电。且增加成木。本文作者主要针对锐和锡加入铅合金后对铅基合金的影响和山此引发的腐蚀钝化阻描层形成过程工作原理进行对比分析，这对进一步提高铅酸蓄电池板栅材料性能、提离铅酸蓄电池的循环使用寿命和板栅耐腐蚀性非常重要。1、铅铢合金根据铢的含量分为高铢合金和低铢合金。高铢合金屮铢含量为4%-12%,具有良好的浇铸和深循环性能，但存在负极綁中毒现象；低锐合金中锐含量为0.75/3%.浇铸性能、机械强度和耐蚀性有所下降,但能满足免维护

4、的要求"。铅钮合金抗拉强度、延展性、硬度及晶粒细化作用明显优于纯铅极板，板栅在制造中不变形;其熔点和收缩率低于纯铅，具有优良的铸适性能；Pb~Sb合金比纯铅具冇低的热膨胀系数，在充电循环使用期间，板栅不易变形。最巫要的是Pb-Sb合金能有效改善板栅与活性物质之间的粘附性。增强了板栅与活性物质之间的“裹附力”，有利于铅蓄电池循环充放寿命：同时辫是二二氧化铅成核的催化剂，阻止了活性物质晶粒的氏大。使活性物质不脱落，提高了电池的容量和寿命如I长期以来，人们在Bb-Sb合金的基础上进行了大量的研究，期望通过添加某种添加剂使Pb

5、-Sb合金保留其优点而消除其缺点。目前研究工作的巫点在于添加种和锡，寻找出能细化晶粒尺存、提高浇铸性能、降低晶间腐蚀、满足免维护深循环性能的合金最优组合和纯铅相比，Pb-Sb合金表面的PbSO”层多孔洞，减少了钝化。PbSOq层的选择性变小，能阻止pH值上升;但使川低密度硫酸，在PbSO"电位区Sb对Pb-Sb合金钝化的影响与上述相反.Kita等发现在PbS().,/PbO,平衡电位,腐蚀层中正方PbO随合金中Sb含量减少而增多。国内研究人员对比研究Pb-Sb和Pb-Sn合金在0.9V(vS.Hg/H2SO4)放入4.

6、5mol/LILSO冲lh后表面的Pb(ll)阳极层时发现,Sb和Sn均能加快氧化PbO为PbOx(1

7、平均化学计量系数(1

8、和基体结合较为紧密，这可用阻扌当层模型进行解释oArifuku等使用X光电子能谱技术(XPS)发现：腐蚀膜中含复杂的氧化物PbSb206o这种化合物与a-PbO2的结晶结构相似，促进aT)b0的生长，改变腐蚀层形成机理。大量研究表明：锐的溶解使倉钮板栅腐蚀层较厚，腐蚀产物内外层Z间无明显界线，而是逐步过渡的。正是腐蚀膜中的复杂氧化