一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金
阅读说明：本技术 一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金 (Multi-element lead-based cast-weld alloy for prolonging start and stop life of lead-acid storage battery ) 是由 田振 刘长来 夏诗忠 高国兴 邓国强 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明的名称为一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金。属于铅酸蓄电池技术领域。它主要是解决铅酸蓄电池在启停车辆频繁启停而导致负极板耳腐蚀断裂失效的问题。它的主要特征是：所述多元铅基铸焊合金包含以下百分含量的成分：锡Sn：3.00～5.00%,锑Sb：0.45～0.65%,铈Ce：0.03～0.05%,铅Pb：94.00～96.00%,其余微量元素总量(杂质)≤0.50%。采用该合金配方制备的铸焊合金具有与传统蓄电池负极板栅采用的Pb-Ca合金更相近的电位,能够减少负极板耳与铸焊合金间在的电位差引起电偶腐蚀,提升铅酸蓄电池启停寿命。(The invention discloses a multi-element lead-based cast-weld alloy for prolonging the start-stop service life of a lead-acid storage battery. Belongs to the technical field of lead-acid storage batteries. The problem that the corrosion, the fracture and the failure of negative plate lugs are caused due to the fact that a lead-acid storage battery is started and stopped frequently when a vehicle is started and stopped is solved. It is mainly characterized in that: the multi-element lead-based cast-weld alloy comprises the following components in percentage by weight: tin Sn: 3.00-5.00%, Sb: 0.45-0.65%, cerium Ce: 0.03-0.05%, Pb: 94.00-96.00%, and the total amount (impurities) of the rest trace elements is less than or equal to 0.50%. The cast-weld alloy prepared by the alloy formula has a potential which is more similar to that of Pb-Ca alloy adopted by a traditional storage battery negative plate grid, galvanic corrosion caused by potential difference between a negative plate lug and the cast-weld alloy can be reduced, and the start-stop service life of the lead-acid storage battery is prolonged.)
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池多元铅基铸焊合金配方。
背景技术
汽车发动机启停技术是一种节油省能技术，可以控制发动机引擎自动点火和熄火，简单来讲相当于电脑的“睡眠”操作，不是直接将发动机“开关机”，而是进行休眠，在短暂的熄火后，当车主需要启动车辆时可以随时采用蓄电池重新启动。针对此类启停车辆需采用加强型蓄电池满足频繁大电流启动的工况需求，一般采用启停寿命标准进行评价。
铅酸蓄电池不同的铸焊合金在大电流密度经过的情况下，负极板栅合金的电位总比铸焊合金要低，负极板耳与铸焊合金间在的电位差引起电偶腐蚀，在电池中会形成原电池，负极合金为阴极，铸焊合金阳极，会产生阳极腐蚀，最终导致负极板耳与汇流排连接处腐蚀断裂。在不同的放电电流下，测出来的电位差与电流值成正比，如按照起停寿命检测，采用300A放电，汇流排与板耳之间的电位将达到300MV。不同的铸焊合金的启停寿命不一样，原因是不同的铸焊合金的腐蚀电位不一样。
针对启停寿命中负极板耳和汇流排连接处腐蚀问题通常有以下两种改善措施：
(1)、改善负极板合金成分，让它形成更加耐腐的组织结构；
(2)、在金属表面覆盖保护层-电镀、钝化、沾锡等表面处理工艺提高负极板耳耐腐蚀性能。
以上两种办法具有一定的效果，但效果并不显著，不能从实际上解决启停寿命中负极板耳和汇流排连接处腐蚀断裂的问题。
综上所述，有必要针对铅酸蓄电池在启停车辆频繁启停导致的负极板耳腐蚀断裂失效的问题进行进一步的研究，采取更有效的技术手段彻底解决启停寿命中负极板耳腐蚀断裂的问题，促进铅酸蓄电池技术进步和行业发展。
发明内容
本发明将电化学保护法-牺牲阳极的阴极保护法应用于铅酸蓄电池领域，通过对铸焊合金（汇流排）中金属元素种类和添加比例研究，寻找比负极板耳合金更活泼的金属并选用最优的添加比例作为汇流排合金，解决启停寿命中负极板耳腐蚀断裂的问题，大幅度提升铅酸蓄电池启停寿命。
本发明的技术解决方案是：一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：3.00～5.00%，
锑Sb：0.45～0.65%，
铈Ce：0.03～0.05%，
铅Pb：94.00～96.00%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.50%。
优选的，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：4.00～5.00%，
锑Sb：0.45～0.55%，
铈Ce：0.04～0.05%，
铅Pb：94.00～95.00%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.50%。
优选的，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：4.50～5.00%，
锑Sb：0.45～0.50%，
铈Ce：0.042～0.048%，
铅Pb：94.20～94.80%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.50%。
优选的，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：5.00%，
锑Sb：0.46%，
铈Ce：0.045%，
铅Pb：94.30%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.195%。
优选的，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：3.50%，
锑Sb：0.48%，
铈Ce：0.048%，
铅Pb：95.50%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.472%。
优选的，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：3.02%，
锑Sb：0.45%，
铈Ce：0.031%，
铅Pb：96.10%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.399%。
优选的，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：4.98%，
锑Sb：0.62%，
铈Ce：0.03%，
铅Pb：94.09%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.278%。
优选的，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：3.02%，
锑Sb：0.65%，
铈Ce：0.03%，
铅Pb：95.88%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.42%。
本发明的技术解决方案中所述的多元铅基铸焊合金用于与铅酸蓄电池Pb-Ca合金负极板栅匹配连接的汇流排，减少负极板耳与铸焊合金间在的电位差引起的电偶腐蚀。
本发明的有益效果是：一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金，采用该铸焊合金所制备的铅酸蓄电池具有超长的启停寿命，满足启停车辆需求。
本发明主要用于与铅酸蓄电池Pb-Ca合金负极板栅匹配连接的汇流排的多元铅基铸焊合金。
具体实施方式
实施例1
一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：3.02%，
锑Sb：0.65%，
铈Ce：0.03%，
铅Pb：95.88%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.42%。
实施例2
一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：4.98%，
锑Sb：0.62%，
铈Ce：0.03%，
铅Pb：94.09%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.278%。
实施例3
一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：3.02%，
锑Sb：0.45%，
铈Ce：0.031%，
铅Pb：96.10%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.399%。
实施例4
一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：3.50%，
锑Sb：0.48%，
铈Ce：0.048%，
铅Pb：95.50%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.472%。
实施例5
一种提升铅酸蓄电池启停寿命的多元铅基铸焊合金，包含以下百分含量的成分：
锡Sn：5.00%，
锑Sb：0.46%，
铈Ce：0.045%，
铅Pb：94.30%，
其余微量元素总量（杂质）≤0.195%。
采用上述实施例1~5的多元铅基铸焊合金配方制备铅酸蓄电池，包括以下步骤：
选择上述方案制备的多元铅基铸焊合金作为汇流排合金，选择常规正负极板和PE隔板包封配组后采用上述多元铅基铸焊合金进行铸焊成集群组，选择569068型号电池槽，将铸焊好的集群组装成铅酸蓄电池，然后进行加酸充电化成，化成下线后进行倒酸和二次加酸，调整液面高度至工艺范围，同时保证电解液混酸密度在工艺范围，最后进行小盖热封和电池清洗干燥。
对上述实施例1-5所制备的试验方案铅酸蓄电池及同型号的常规铅酸蓄电池的性能进行对比测试，测试结果列于表1。
其中，启停寿命测试方法为：
将蓄电池置于27+0 -2 ℃恒温水浴槽内，测量容量及低温启动后，将蓄电池完全充电，然后按如下测试顺序进行：
(1)、以45A放电59秒；
(2)、以300A放电1秒，终止电压需≥7.2V；
(3)、以（14.0±0、05）V充电60秒，最大电流值为Imax = 100 A；
(4)、以上测试步骤1至3必须重复3600次；
(5)、放置48小时。
第(1)点至第(5)点为一个单元。
按以上第(1)- (5)步骤进行循环，记录循环单元数。
表1.所制备的铅酸电池的性能测试结果
从表1中的数据可以看出，采用实施例2所制备的铅酸蓄电池启停循环寿命单元数比实施例1要高，说明说明铸焊合金中适当提高Sn含量可以提高铸焊合金导电性能降低合金电位，从而降低汇流排与负极板耳合金电位差，减少电偶腐蚀作用，提高启停寿命；采用实施例4所制备的铅酸蓄电池启停寿命循环单元数比实施例3要高，说明铸焊合金中添加稀土元素Ce可以较大幅度降低铸焊合金电位，从而减少与负极板耳合金电位差，提高所制备的铅酸电池的启停寿命；采用实施例3所制备的铅酸蓄电池启停寿命循环单元数比实施例1要高，说明适当降低铸焊合金Sb含量也可一定程度减少与负极板耳合金电位差，提高所制备的铅酸电池的启停寿命；同时从表1数据砍出，采用实施例5所制备的铅酸蓄电池启停寿命循环单元数比实施例1、2、3、4均要高，说明对铸焊合金中Sn、Sb、Ce微量元素选取较优的配比能够使铸焊合金电位更接近于负极板耳合金，最大程度的消除电偶腐蚀作用，最大幅度的提升所制备的铅酸电池的启停寿命。
以上对本发明实施例所提供的一种提高铅酸蓄电池启停寿命铸焊合金配方进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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