一种节能环保型铅基合金的制作方法

文档序号:21318537发布日期:2020-06-30 20:48阅读:300来源:国知局

本发明涉及电池材料制作领域,具体涉及一种节能环保型铅基合金。



背景技术:

目前已商业化生产的铅酸蓄电池板栅材料,基本都是铅基合金,尤其是正板栅,均采用的是铅基合金。正板栅在蓄电池中主要起支撑活性物质及导电的作用,其本身不参与电能的存储及释放,正板栅在小型动力电池中重量占比在12%左右,占比较高。另目前铅基合金的配制方式一般是直接用铅与各配方辅料混合配制成成品合金,成品合金再经过二次熔化,制备成板栅,在制备过程中铅经过了2次熔化,因此,确实急需一种合适的技术可以减少大部分比例的电解铅进行二次熔化。同时,一般在合金配制时温度较高,能耗大,烧损严重,产生对应的含铅尾气和含铅固废量也较大。

为此,需要设计一种新的技术方案解决上述技术问题。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明提供一种节能环保型铅基合金。

本发明采用的技术方案是:

一种节能环保型铅基合金,由电解铅和铅基母合金按照9:1的质量比配制而成,所述铅基母合金的组分按照质量百分比计为:铝0.3-0.5%、钙1.2-2.0%、锡8-15%、银0.01-0.025%、锑1.5-4%、镧0.02-0.08%,其余为铅。

进一步的,所述铅基母合金的组分按照质量百分比计优选为:铝0.45%,钙1.35%,锡13%,银0.02%,锑1.8%,镧0.03%,其余为铅。

进一步的,所述铅基母合金的配制采用电解铅作为铅源,铅基母合金的配制工艺为:将配方量的电解铅添加到带有搅拌机的高温炉中,加热升温到400—450℃,待铅完全熔化,添加一定量的活性炭和片碱,开启搅拌机进行搅拌,让其充分混合反应至铅渣呈粉末状,用专用工装将漂浮在铅液表面的铅渣打捞干净,然后升温至480--520℃,添加配方量的锑,开启搅拌,控制搅拌机搅拌速度40-50转/min,至锑块完全熔化后,添加配方量的锡,搅拌至完全熔化;继续升温至580—620℃,添加配方量的银,搅拌10min后停止搅拌,继续升温至650—680℃,添加配方量的铝和钙,以40-50转/min的搅拌速度搅拌,同时继续进行加热,至温度950—980℃,加入配方量的镧,在该温度范围内继续搅拌至镧完全熔化,继续搅拌10min,使铅合金各组分混合均匀,使用光谱仪测试铅基母合金的成分符合配方含量范围的要求;继续以10-15转/min的搅拌速度进行搅拌,并开启降温程序,对合金进行降温,在600—650℃的温度条件下将合金浇铸成铅锭。

进一步的,所述活性炭相对于铅源的质量百分比计范围为0.029-0.031%,优选为0.03%;所述片碱相对于活性炭的质量百分比计范围为39.9-40.1%,优选为40%。活性炭主要用于减渣的作用,可以还原部分氧化铅成铅,同时使铅及氧化渣分离;片碱主要是用于除去铅中的杂质(铜、铁、钙、锡、铝、锑等)。

一种节能环保型铅基合金的使用方法,将电解铅与铅基母合金按照9:1的质量比添加到带有搅拌装置的铅锅内,控制铅锅内温度在450-520℃,合金完全熔化后,搅拌速度控制在5-15转/min,待搅拌均匀后即可使用。

进一步的,所述铅锅的容量与铅液的使用速度相匹配,一锅铅液需在6小时内用完。

本发明的有益效果是:

1、铝、钙、锡、银、锑、镧元素均可起到提高铅基合金特性的功效:钙元素可有效的提高铅合金的强度,锡元素和锑元素可以改善板栅材料与活性物质之间的结合力,有效抑制结合层钝化膜的形成,提升蓄电池的深循环性能;银元素和镧元素可有效改善合金的耐腐蚀性和抗蠕变性;铝元素在合金中主要是铝在合金中的溶解度较低,同时密度低,会在合金的上层形成一层铝保护层,阻隔空气中的氧气和水分与钙、镧等元素的反应,起保护和辅助的作用;

2、该发明具有一致性好,流动性好、强度高,耐腐蚀性好,节能环保等的特点,相比目前的常规工艺,通过配制铅基母合金,可以减少90%的电解铅进行二次熔化,每吨合金的能耗可降低40kwh,同时降低50%以上的含铅尾气排放,降低30%的含铅固废。因板栅耐腐蚀性的提高,同样寿命的设计,可减小板栅网筋的尺寸,通过试验可降低正极板栅用铅量35%。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的保护范围的限定。

实施例1:

一种节能环保型铅基合金,由电解铅和铅基母合金按照9:1的质量比配制而成,而铅基母合金的配制工艺如下:将1667kg的电解铅添加到带有搅拌机的高温炉中,加热升温到400—450℃,待铅完全熔化,添加0.5kg活性炭和0.2kg片碱,活性炭主要用于减渣的作用,可以还原部分氧化铅成铅,同时使铅及氧化渣分离;片碱主要是用于除去铅中的杂质(铜、铁、钙、锡、铝、锑等)。开启搅拌机进行搅拌,让其充分混合反应至铅渣呈粉末状,用专用工装将漂浮在铅液表面的铅渣打捞干净,然后升温至480--520℃,添加36kg的锑,开启搅拌,控制搅拌机搅拌速度50转/min,至锑块完全熔化后,添加260kg的锡,搅拌至完全熔化;继续升温至580—620℃,添加400g的银,搅拌10min后停止搅拌,继续升温至650—680℃,添加9kg的铝和27kg的钙,以50转/min的搅拌速度搅拌,同时继续进行加热,至温度950—980℃,加入600g的镧,在该温度范围内继续搅拌至镧完全熔化,继续搅拌10min,使铅合金各组分混合均匀,使用光谱仪测试铅基母合金的成分符合配方含量范围的要求;继续以15转/min的搅拌速度进行搅拌,并开启降温程序,对合金进行降温,在600—650℃的温度条件下将合金浇铸成铅锭。

一种节能环保型铅基合金的使用方法,将电解铅与铅基母合金按照9:1的质量比添加到带有搅拌装置的铅锅内,控制铅锅内温度在450-520℃,合金完全熔化后,搅拌速度控制在5-15转/min,待搅拌均匀后即可使用。铅锅的容量与铅液的使用速度相匹配,一锅铅液需在6小时内用完。

实施例2:

本实施例中,节能环保型铅基合金由电解铅和铅基母合金按照9:1的质量比配制而成。同时,本实施例配制铅基母合金的配制工艺与实施例1一致,仅配方量不一致,即:电解铅的质量为1779.4kg,活性炭的质量为534g,片碱的质量为214g,铝的质量为6kg,钙的质量为24kg,锡的质量为160kg,银的质量为200g,锑的质量为30kg,镧的质量为400g。

同样的,本实施例中的节能环保型铅基合金的使用方法与实施例1也相同。

实施例3:

本实施例中,节能环保型铅基合金由电解铅和铅基母合金按照9:1的质量比配制而成。同时,本实施例配制铅基母合金的配制工艺与实施例1一致,仅配方量不一致,即:电解铅的质量为1567.9kg,活性炭的质量为470g,片碱的质量为188g,铝的质量为10kg,钙的质量为40kg,锡的质量为300kg,银的质量为500g,锑的质量为80kg,镧的质量为1.6kg。

同样的,本实施例中的节能环保型铅基合金的使用方法与实施例1也相同。

实施例4:

本实施例中,节能环保型铅基合金由电解铅和铅基母合金按照9:1的质量比配制而成。同时,本实施例配制铅基母合金的配制工艺与实施例1一致,仅配方量不一致,即:电解铅的质量为1678.66kg,活性炭的质量为504g,片碱的质量为202g,铝的质量为8kg,钙的质量为32kg,锡的质量为230kg,银的质量为340g,锑的质量为50kg,镧的质量为1kg。

同样的,本实施例中的节能环保型铅基合金的使用方法与实施例1也相同。

实施例5:

本实施例中,节能环保型铅基合金由电解铅和铅基母合金按照9:1的质量比配制而成。同时,本实施例配制铅基母合金的配制工艺与实施例1一致,仅配方量不一致,即:电解铅的质量为1615.5kg,活性炭的质量为485g,片碱的质量为194g,铝的质量为7kg,钙的质量为36kg,锡的质量为280kg,银的质量为300g,锑的质量为60kg,镧的质量为1.2kg。

同样的,本实施例中的节能环保型铅基合金的使用方法与实施例1也相同。

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