铅蓄电池合金
铅蓄电池合金含有7%-12%锑和0.1%-0.5%锡,余量为铅加入锑可以提高强度和硬度,并提高在硫酸中耐蚀性。由于铅在硫酸中具有良好的耐蚀性,所以铅合金大量用作蓄电池材料。
作用
在铅蓄电池中,铅基合金主要用于板栅、汇流排和铅零件。板栅是蓄电池中重要的部分。在传统的说法中,认为板栅起支撑活性物质和导电的作用。近年大量的研究证实,板栅的界面结构和作用很重要,第一类早期容量衰减PCL-1,主要是由于界面的阻抗产生的,另外很多与电池有关的初期性能和寿命与板栅界面关系密切,如充电接受能力、循环寿命等。世界各国的研究机构和工厂投入大量的精力、物力研究板栅材料,主要问题是使用的板栅合金与蓄电池的要求还有一定的差距 。
过程发展
过去使用7%高锑合金生产开口式汽车蓄电池和工业电池,这种电池主要是充电时析气严重,需要定期补充水;后来使用含2.5%-3.5%锑的铅锑合金,析气明显减少,这种合金还在应用;在生产的开口式汽车蓄电池中,很多使用了低锑合金,即1.8%左右锑的Pb-Sb-As-Se-Sn多元合金,有的正负板栅都用相同的合金,有的负板栅用Pb-Ca-Sn-Al合金。
在20世纪80年代开始生产阀控密封铅蓄电池,正负板栅都用Pb-Ca-Sn-Al合金,Pb-Ca多元合金仍是最主要的使用合金。Pb-Ca合金提高了析氢过电位,使蓄电池在充电时析氢明显减少,使蓄电池的水损失得到控制,从而可以使电池做成阀控密封形式。然而这种合金并不完美,失水问题得到解决后,早期容量衰减问题表现出来,使用Pb-Ca合金板栅的电池寿命也降低,通过增加正板栅Sn含量,降低Ca含量,使PCL-1问题在很大程度上得到了缓解,但Pb-Ca合金与活性物质界面的诸多问题,还一直影响着蓄电池性能的最佳化。
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