电动车铅酸蓄电池正极合金材料.pdf

本发明涉及一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其合金具体组成含量(重量％)为：Ca 0.04～0.12、Sn 0.45～1.0、Al 0.02～0.06、Bi 0.01～0.02、Ag0.02～0.08、Cu 0.005～0.02，余量为Pb。本发明配方简单，具有电阻率小、良好的抗氧化耐腐蚀性能、较高的析氧电位、良好的自放电性能和免维护性能、优良的寿命循环能力，电化学性能较稳定。同时具有充电时水分解小的优点。采用此合金制造的管式开口铅酸蓄电池，电池无需加蒸馏水，给用户带来极大方便，同时降低了制造成本，减少了资源的浪费。

1.  一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其特征是：合金具体组成含量(重量％)为：Ca 0.04～0.12、Sn 0.40～1.0、Al 0.02～0.06、Bi 0.01～0.02、Ag 0.02～0.08、Cu 0.005～0.02，余量为Pb。

2.  根据权利要求1所述电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其特征是合金组成含量(重量％)为：Ca 0.08、Sn 0.85、Al 0.04、Bi 0.02、Ag 0.02～0.08、Cu0.005～0.02，余量为Pb。

电动车铅酸蓄电池正极合金材料
技术领域
本发明涉及一种合金材料，具体地说一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料。
背景技术
我们知道，随着能源价格的上涨以及我国可开采石油的减少、大量依赖进口的情况，车用燃油的供需矛盾显得越来越突出，急需发展便捷、节省能源、无尾气排放、经济实用的交通工具。目前电动汽车是这一领域内的热点。电动汽车在理论上可选择燃料电池、锂电池、镍氢电池、铅酸电池等作为动力电源，考虑到性能价格比，目前研究热点是锂电池，但已经实现商业化的是铅酸电池，使用铅酸电池的优点是：(1)经济低廉，符合大众化的要求；(2)可大规模生产，技术较为成熟；(3)不排尾气，零排放，能减少环境污染；(4)节省石油资源；(5)使用成本较低，每公里约0.15元；(6)铅蓄电池可实现循环再生产，对资源压力小。因此可以讲在相当长时间内铅酸蓄电池将是电动汽车的首选动力。
目前在电动汽车上应用的铅酸蓄电池是开口管式蓄电池，管式开口铅酸蓄电池是商业化电动汽车的主要动力电源，它具有性能可靠、技术较为成熟、安全系数高等特点，但美中不足的是，由于这种电池使用了铅锑合金作为正极的合金，导致该电池在充电时水的分解较大。铅锑合金可大大提高铅蓄电池的循环使用寿命，在汽车、摩托车起动用电池、叉车深循环用电池等领域应用广泛，技术成熟，但由于这种电池需要定期对蓄电池加蒸馏水，给用户照成了很大的麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种配方简单、组成合理，既具有传统铅锑合金耐循环的功能，同时又具有充电时水分解小的优点的电动车铅酸蓄电池正极合金材料。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其特征是：合金具体组成含量(重量％)为：Ca 0.04～0.12、Sn0.40～1.0、Al 0.02～0.06、Bi 0.01～0.02、Ag 0.02～0.08、Cu 0.005～0.02，余量为Pb。
本发明利用金属Ca、Ag、Cu等微量地溶解于合金中，使它们迷散性的沉淀在固溶体中以及晶界线上，从而使腐蚀产物膜产生较好的导电性，降低了普通铅钙合金特有的阳极腐蚀膜的钝化效应。正极合金中铋元素的添加，避免了二氧化铅膜的大量生成造成电池深循环性能下降的不足。对照现有技术，本发明以铅钙合金替代含锑的合金，配方简单、组成合理，具有电阻率小、良好的抗氧化耐腐蚀性能、比较理想的机械强度和抗蠕变性能、较高的析氧电位、良好的自放电性能和免维护性能、优良的寿命循环能力，电化学性能较稳定。既具有传统铅锑合金耐循环的功能，同时又具有充电时水分解小的优点。采用此合金制造的管式开口铅酸蓄电池，在整个电池使用寿命期间，电池无需加蒸馏水，既节约了能源，又给用户带来极大方便，同时降低了制造成本，减少了资源的浪费。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
本发明一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其合金具体组成含量(重量％)为：Ca 0.04～0.12、Sn 0.40～1.0、Al 0.02～0.06、Bi 0.01～0.02、Ag 0.02～0.08、Cu 0.005～0.02，余量为Pb。本发明利用金属Ca、Ag、Cu微量的溶解于合金中，使它迷散性的沉淀在固溶体中以及晶界线上，从而使腐蚀产物膜产生较好的导电性，降低了普通铅钙合金特有的阳极腐蚀膜的钝化效应，正极合金中铋元素的添加，避免二氧化铅膜的大量生成，造成电池深循环性能下降。
本发明合金材料中由于掺杂的各种微量元素大多数价格昂贵，为了降低生产成本，节省开支，必须将添加量保持在所需范围，同时要有一套良好的防氧化保护设备，尽可能的将添加元素的氧化率降到最低，同时，良好的搅拌系统也是必需的，避免合金的组织成分的比重的偏析，例如，金属锡不能超过1％，如果超过1％，不但增加大量的材料成本，又不利于极板的固化；铜元素的性质决定了它需要高温配制，需要先配制出足够量的铅铜母合金，在适当的温度下加到合金锅中，既节约了能源又避免了铅烟尘的产生；铋元素熔点不高，正常生产铸造时铅锅的温度就可以将其熔化，做好防氧化措施即可。
本发明合金材料具有电阻率小、良好的抗氧化耐腐蚀性能、比较理想的机械强度和抗蠕变性能、较高的析氧电位、良好的自放电性能和免维护性能、优良的寿命循环能力，电化学性能较稳定，在循环中不会产生铅锑合金正极中锑向负极转移而加大反应造成失水，是一种理想的免加水电动车铅酸蓄电池正极合金材料。
实施例1：
一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其合金优选的组成含量(重量％)为：Ca 0.08、Sn 0.85、Al 0.04、Bi 0.02、Ag 0.02～0.08、Cu 0.005～0.02、余量为Pb。利用金属Ca、Ag、Cu微量的溶解于合金中，使它们迷散性的沉淀在固溶体中以及晶界线上，从而使腐蚀产物膜产生较好的导电性，降低了普通铅钙合金特有的阳极腐蚀膜的钝化效应，但特别要注意的是正极合金中铋元素的添加不要越过0.02％，避免二氧化铅膜的大量生成，造成电池深循环性能下降。合金材料要有一套良好的防氧化保护设备。这种铅合金具有电阻率小、良好的抗氧化耐腐蚀性能、比较理想的机械强度和抗蠕变性能、较高的析氧电位、良好的自放电性能和免维护性能、优良的寿命循环能力，电化学性能较稳定，在循环中不会产生铅锑合金正极中锑向负极转移而加大反应造成失水，是一种理想的免加水蓄电池用正极合金材料。
实施例2：
一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其合金组成含量(重量％)为：Ca 0.04、Sn 0.45、Al 0.06、Bi 0.01、Ag 0.02、Cu 0.02、余量为Pb。利用金属Ca、Ag、Cu微量的溶解于合金中，使它们迷散性的沉淀在固溶体中以及晶界线上，从而使腐蚀产物膜产生较好的导电性，铋元素的添加量为0.01％，避免二氧化铅膜的大量生成，造成电池深循环性能下降。合金材料要有一套良好的防氧化保护设备。这种铅合金具有电阻率小、良好的抗氧化耐腐蚀性能、比较理想的机械强度和抗蠕变性能、较高的析氧电位、良好的自放电性能和免维护性能、优良的寿命循环能力，电化学性能较稳定，在循环中不会产生铅锑合金正极中锑向负极转移而加大反应造成失水，是一种理想的免加水蓄电池用正极合金材料。
实施例3：
一种电动车铅酸蓄电池正极合金材料，其合金组成含量(重量％)为：Ca 0.12、Sn 1.0、Al 0.02、Bi 0.015、Ag 0.05、Cu 0.005、余量为Pb。利用金属Ca、Ag、Cu微量的溶解于合金中，使它们迷散性的沉淀在固溶体中以及晶界线上，从而使腐蚀产物膜产生较好的导电性。合金材料要有一套良好的防氧化保护设备。这种铅合金具有电阻率小、良好的抗氧化耐腐蚀性能、比较理想的机械强度和抗蠕变性能、较高的析氧电位、良好的自放电性能和免维护性能、优良的寿命循环能力，电化学性能较稳定，在循环中不会产生铅锑合金正极中锑向负极转移而加大反应造成失水，是一种理想的免加水蓄电池用正极合金材料。