Pb_Sn_Me铅酸电池板栅合金的耐腐蚀性能研究_陈建.pdfVIP

研 究 与 设 计 Pb-Sn-Me铅酸电池板栅合金的耐腐蚀性能研究 陈 建， 相佳媛， 吴贤章， 丁 平， 陈 亮 （浙江南都电源动力股份有限公司，浙江杭州311305） 摘要：通过对添加不同金属组元的Pb-Sn板栅合金进行微观形态与组织成分的分析，从晶界腐蚀数量、基体腐蚀深度、 晶界腐蚀深度三个方面综合评价了Pb-Sn-Me系合金的耐腐蚀性能，并研究了Me的添加对合金耐腐蚀性能，尤其是 晶界腐蚀特性的影响。研究发现，Me的添加对Pb0.3Sn系浇铸板栅的基体腐蚀深度和晶界腐蚀深度有较大影响。Yb、 Bi、Si等组元可较好地改善板栅的耐腐蚀性能，而细化晶粒的稀土元素La、Ce等则会恶化板栅的耐腐蚀性能。总体而 言，第三组元Me对Pb-Sn合金耐腐蚀的作用机理主要基于对合金晶粒尺寸、是否形成Sn-Me金属间化合物以及抗 生长能力这三个方面的影响。 关键词：Pb-Sn合金；铅酸蓄电池板栅；合金元素添加；晶界腐蚀 中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1002-087X(2013)12-2170-04 Investigation of corrosion resistance of Pb-Sn-Me grid alloys for lead-acid batteries CHEN Jian, XIANG Jia-yuan, WU Xian-zhang, DING Ping, CHEN Liang (Narada Power Source Co., Ltd., Hangzhou Zhejiang 311305, China) Ab compounds,oranti-growthability. 铅酸蓄电池的板栅有着支撑活性物质以及作为正负极集 量的Sn，也能改善板栅材料的晶粒结构，改变合金的凝固方 流体的作用，其质量大约占整个电池极板质量的40%~50% ， 式，并且明显减少在界面上的PbSO4 或a-PbO 量。此外，Pb-Sn 是铅酸电池的重要组成部分。板栅合金需要满足一定的要求 系列合金板栅具有良好的加工延展性，适用于连续铸造技术 [5] 。在通讯后备系统和不间断 才能使用，如良好的机械性能、铸造性能、耐腐蚀性能及导电 以及轧制成带再冲切或拉网技术 性能等[1-2]。最初开口式铅酸蓄电池采用铅锑合金板栅，其抗张 电源系统中，Pb-Ca-Sn-Al 合金铅酸电池板栅已获得广泛应用。 强度、延展性、硬度均优于纯铅，且板栅伸缩变形小，活性物质 近几年来，随着电动汽车和新能源产业的不断发展，混合 与板栅间结合力强不易脱落，有利于过充电和深度放电。但 动力汽车的电动系统和可再生能源的存储系统，对铅酸蓄电 是，锑易进入电解液，使蓄电池自放电加速，且锑的存在降低 池的循环寿命提出了更高的要求。而板栅的耐腐蚀性能，尤其 了氢的析出电位，使氢气易产生，从而加速水的损失。因此，在 是正极板栅的耐腐蚀性能，成为限制电池寿命的重要因素。同 [3] 。早 阀控密封式铅酸(VRLA) 电池中，铅锑合金板栅并不适用 时，随着环境问题的日益突出，开发不含Sb、As 、Cd 等有害元 期VRLA 电池正负极板栅材料采用纯铅或铅钙合金，虽然这 素的板栅合金变得尤为重要。因此，提高Pb-Sn 系合金的耐腐 些合金能适当提高氢的析出过电位，抑制氢气生成，同时也能 蚀性能是先进铅酸电池技术的发展关键之一。本文选取Ag 、 抑制电池的自放电，但是在50 次循环之内，电池容量就迅速 Zn 、Ce 等 14 种金属作为添加组元制备Pb-Sn-Me 三元合