蓄电池板栅用合金的基础知识.doc

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1、蓄电池板栅用合金的基础知识1.板栅所用金属的物理化学性质(1)铅(Pb):原子量207.21,密度11.34g/cm3,熔点327.5。,沸点1743°C,铅的氧化物有PbO、Pb304、PbO20金属铅是青灰色，有良好的延展性，在常温下生成一层氧化膜，失去金属光泽。铅的国家标准GB469-05规定有5个牌号，高牌号铅杂质少，用作板栅和磨铅粉，低牌号铅用作产品的零部件。⑵镣(Sb)：原子量121.76,密度6.684g/cm3,熔点630°C，沸点1750笆，镣在空气中不易氧化,加热燃烧时生成SbO、Sb

2、2O3、Sb205o金属燃为银白色,有光泽，质硬而脆。佛的国家标准GB1599-04规定有4个脾号，-•般含锐合金多用2号镣。⑶钙(Ca)：原子量40.08,密度1.54g/cm3,熔点842°C，沸点1484°C。钙为银白色,主要用于与铝、铜、铅制成合金。⑷其他金属和元素有锡(Sn)、铝(A1)、铜(Cu)、镉(Cd)、砰(As)、硒(Se)、硫(S)等。2.铅怫合金板栅⑴高镣合金板栅：高锐合金板栅(Sb4%〜6%)蓄电池是多年来沿袭下来的一种生产方式，其优点是强度高，能承受加工制作过程中的机械力，利于

3、电流传导，与活性物质结合比较好，在硫酸溶液中有一定的耐腐性。它的缺点是电阻比较大，镣易从正极板上溶解迁移到负极，耗水大，自放电大，此合金板栅在逐步淘汰。⑵低怫合金板栅(SbW2%):随着免维护蓄电池的发展，高镣合金板栅已不适应产品性能需要。低繇合金板栅在蓄电池上的应用更是一•项措施，但仍不尽满意，从产品铸造、机械强度以及耐腐蚀方而不够理想。这种合金析气量明显降低，但浇铸条件很严，很容易出现热裂。为了改善这种状态，在低怫合金中加入少量其他元素,如锡(Sn)、银(Ag)、铜(Cu)、镉(Cd)、神(As)等，

4、作为变晶剂，可以改善低镣合金板栅的热裂、抗腐蚀性差、机械强度低、板栅成型难等问题。⑶铅锐镉合金：随着电动自行车电池的发展，该合金板栅得到迅速发展，其特点是耐腐蚀性好、强度高、深放电寿命长、不易脱粉等；但此板栅山于有镉，镉是毒金属，现在不提倡使用。配方为:Sb-1.5%〜2.0%/Cd-1.2-1.8%/Cu-0.08%/As-0.10%；此合金板栅主要用于电动车电池的正板栅，其负板栅为铅钙合金。3.铅钙合金板栅⑴铅钙合金板栅：用该板栅制成的蓄电池没有酸气泄露，有良好的密封性，析气量更小，自放电更低，比低镣

5、合金析氢过电位高，能使可能析出的气体得到抑制；这种板栅最大缺点是在板栅和活物质界而生成高电阻层，即硫酸钙，容易引起电池容量早期衰减，所以锡的含量•应在1%以上。因为SnNl%可-以避免电池的早期容量衰减。⑵铅钙合金板栅配方：正板Ca-0.05%〜0.08%/A1-0.02%〜0.04%/Srrl.0%〜1.5%。负板：Ca-0.08%—0.10%/A1-0.02%〜0.04%/Sn~l.0%〜1.5%。1.添加在铅合金中的其他金属元素都有什么作用？⑴各种少量元素在铅合金中起成核剂作用，各种元素在合金液中高

6、度均匀地分散，冷凝时，比铅结晶速度快，形成以各种元素为晶种的结晶颗粒，铅围绕它们进行结晶，晶种多、晶粒形成多,从而达到细化晶粒的目的。这种被细化了的晶体，无明显的晶界层，避免了有锐板栅的裂纹。⑵作为成核的金属或非金属要有利于提高氢的析出过电位。S、Se能与Pb生成PbS、PbSe,是较好的成核剂。Cu和As可生成CuAs,也是一•种很好的成核剂。⑶Sn可以改善合金表而与活物质接合的微观结构，改善合金液的流动性，有利浇铸，铸件合格率高；A1是在溶化中形成防氧化膜，减少Ca的烧损和板栅穿透性腐蚀有一定效果。⑷

7、在板栅中加入As能提高铸件硬度和耐腐蚀性，还能延缓板栅长大变形，Ag、Cd的加入能提高铸件的耐腐蚀性和机械强度；板栅中加入S、Se能减少合金的脆性及断裂现象。(5)以上元素在铅合金中的加入量为:As为0.01%、Cu为0.1%、S为0.1%>Se为0.05%、Sn为1.0〜1.5%、Cd为1.2〜0.18%、Ag为0.1%。2.在低锐合金中加入镉起什么作用？低镣合金板栅在铸造过程中易产生裂纹，工艺性差，强度低。这是因为板栅在浇铸时是一种不平衡条件下的快速冷却，冷却过程是先析出aPb相，此相几乎没有怫扩散到

8、里面，液相中的怫富集性高。当铸件温度下降到250°C时，锐的一部分晶粒在aPb相的收缩空隙中析出，形成了一•种镣的夹层。又因低镣合金中Pb量多，所形成的aPb晶体收缩空隙大，镣又不能充填所有空隙，故此产生裂纹现象，为避免发生这种情况，需要在低锐合金中加入一定量的镉，加入量-般为0.12%〜0.18%。3.脱模剂的作用是什么，怎样配制脱模剂？脱模剂是用软木粉、硅酸钠、膨润土和水配制而成。配方为：软木粉600g/硅酸钠300nil