用于铅酸电池的网栅的生产过程.doc

用于铅酸电池的网栅的生产过程摘要该发明主要是提供一种生产的过程，在用于铅酸电池的板栅上覆盖一层铅合金，它的成分是铅钙合金，本合金的材料不同于被覆盖的板料，并且厚度也小于板料。通过采取冷轧的方式，把两种整合在一起，形成一种新的铅带，该铅带将被扩展或被冲孔，形成一种需要的板栅。通过采用此种方式加工的板栅，在充分放电后能够提升充电恢复特性，在高温状态下，抗腐蚀的板栅也没有减弱铅钙合金的免维护特性。该发明的背景1、 发明的技术领域该发明与用于汽车以及其他领域作为电源使用的铅酸电池相关，特别是同电池板栅的生产过程相关。2、 先前的技术由于铅钙合金良好的属性，现在正有一种趋势，使用它作为板栅材料，在电池装配后，在电解液中损失量很小，在贮藏过程中放电量很小。相比于早于铅钙电池使用的铅锑电池，铅钙合金在铸完之后的铸造质量和机械强度稍差于铅锑电池，正是由于这些原因，传统方式是通过铸轧铅钙合金形成铅带并进行拉伸扩展处理。使用铅钙合金制成板栅的铅蓄电池放电时间长，在正极板和活性物质之间的界面高内阻物质，该物质严重阻碍了下一次充电，因此该发明的第一项任务便是提供一种生产铅蓄电池的板栅的生产过程，该类板栅可以解决上述问题。第二项目标是透过该发明获得一种板栅，把铅合金薄片覆盖在铅钙合金板料上，这种铅合金薄片无论组成的成分和厚度都不同于板材，通过冷轧的方式可以把两种材料整合在一起，之后再进行扩展或者冲孔加工过程。第三个目标是该发明可以提供一种板栅，不但容易生产而且成本较低。其他的目标在以下对发明的描述中将了解得明显。该发明的概述该发明便是通过覆盖一层锡在板材上，通过冷轧的方式加工出一种新的复合铅合金带，这样在板栅和活性材料之间高内阻物质的形成将被阻止。经研究发现，在正极板栅和活性材料之间，只要调整锡的重量达到铅锡合金重量的1.5%，这种高内阻物质的形成便会被阻止。锡是一种贵重金属，增加锡的含量将使板栅的1成本增加太多，所以超过1.5%甚至更多数量的锡是一种不可取的办法。这样到目前为止，以想出不同的方法在与活性物质接触的界面部分来提高锡的含量，根据现在的发明，一种在它的表层部分有很高锡含量的铅带合金产生了，下一步研究如何采用热轧的方法进行加工处理，这样，铅合金薄片的覆盖质量将会更好，更能增加粘合的力量。发明者同时也发现，如果加热的温度高于铅带合金的在结晶温度，把铅锡合金薄片覆盖在板材上，并且进行轧制，必将更有效地提高两个层面的结合力，这将是一种趋势。根据该方法，铅带没有充分的时间固化，以至于铅带的抗拉强度不足。基于以上观点，发明者正在研究板料能够在一定温度下进行冷轧，同时该温度将不超过铅合金的再结晶温度。经研究得出如下结论，这种复合铅带有足够的结合力承受住对他的扩展加工过程，并且覆盖在铅带板材上面的合金薄片的厚度可以薄到0.7毫米，也可以通过轧制率来改变轧制的厚度。基于该加工方式，一种在结合表面有高强度和高结合力的新型铅带出现了。这种加工方式加工出来的尺寸精确，并且在加工的过程中没有材料的损失。通过采用此加工方法，一种在表面增加一层，同时可以决定厚度的含有大量锡的覆盖层的扩展板栅可以被加工出来了。视图描述图一时用于生产板栅的新型复合材料铅带的加工图示图二是这种新型的复合铅带的放大部分图三：该复合铅带完成扩展加工之后的俯视图图四：其中截取的一段板栅图五：该板栅的放大部分图六：铅酸电池充电特性的图示说明，该铅酸电池使用这种发明的板栅举例描述图一显示：铸带机不断生产出铅钙锡合金带，该铅带厚度为10毫米，宽度为80毫米。该铅带合金中该占总重量的0.030.15%,锡占总重量的01.5%。现在作实验的合金比例是：钙占0.07%，锡占0.25%，其余为铅，铅带在出口的温度为150度，低于合金的再结晶温度，铅带的表面需要抛光轮3处理一下，通过轧机可以制成新的铅带6.图2示意的是轧制后的铅带，铅带表面是一薄层铅锡合金带，紧紧地结合在铅钙锡合金带上，铅合金带最终的厚度是2.5、2.25、2.0、1.75、1.5、1.25、1.0、0.7毫米。合金带被弯曲便于运输，通过研究铅带的表皮情况，结果显示在列表中铅带将被使用常见的方式进行扩展，如图三所示，中心地带7没有被加工，其他位置被扩展成菱形网栅，之后可以按照事先定好的尺寸和形状进行剪切加工，如图四所示。图五所示是放大的部分，显示出薄的铅锡合金覆盖在铅钙锡合金的一边，由于在扩展加工的过程中存在扭曲的力量，铅钙合金应放在网栅的内侧？该扩展网可用作正极极板，活性物质膏体涂在其中，汽车电池可以使用此类板栅，电池连着12欧的电阻器，用15伏的电压充电，以往需要一个小时能够达到最高电流，现在只需要五分钟。上述谈到的铅合金带只是一边的表面覆盖有铅锡合金，当然也可以在铅带的两边均覆盖上铅锡合金。使用上述方式生产的板栅，自我放电量小，铅合金的免维护特性可以被充分利用，同时在板栅和活性物质之间的界面的一种阻碍化学反应的物质被阻止生成。正如上文提到的可以提高覆盖层中锡的含量，从1.5%-30%不等，当增加锡的含量时，铅带的成本也在增加，但增加了锡的成分后，铅带变得柔软了一些，于此同时，柔软的铅带在冷轧的时候，会影响铅带的结合，当板栅装入电池中，它的容量在下降？保持铅带的温度在130180度，在此温度下冷轧可以阻止铅带的再结晶，同时也阻止形成铅合金的粗大的晶体颗粒，如果调整轧制后铅锡合金的厚度到0.7毫米甚至更薄，或者是原来厚度的1/5，甚至更薄，结合力将会上升，如果上述条件满足的话，轧制后的铅带在保证一定必要的时效时间后，将能够提升铅带的抗张强度。对于网栅的形状，从材料的屈服角度来看，通过扩展处理，产生的一定是菱形形状的网栅，对于冲网的网栅的形状则是由在冲制过程中由事先确定的冲孔模具的形状决定的。下面谈一谈铅锑合金，它的厚度薄，在成分上不同于铅钙锡合金带，对于这种合金，它的组成是0.07%钙、0.25%锡、其余的均是铅，厚度为10毫米，宽度为80毫米。另外，铅锑合金的厚度为0.3毫米，宽度为20毫米，锑的含量为1.0%.两种铅锑合金带并行放在板料上，彼此的间隔为20毫米，进行冷轧处理。由于这种铅带的自身特性，存在着自放电减少的趋势。另外，由于使用这种铅锑合金，机械性能得以增加，它可以阻止在板栅表面和膏状的活性物质之间惰性物质的生成。发明者的研究表明，调整锑在铅锑合金带中的含量0.55%最为适宜。如果锑的含量低于0.5%，在机械强度方面不能增加，也不能有效地板栅和活性物质之间生成一种惰性物质，如果锑的含量高于5%，该产品在柔软度方面变得很弱，尽管它的机械强度得以提升，这样铅锑合金不能足够地延伸，在同铅合金带板料轧在一起时，便会出现裂纹，并且粘结不严的现象。另外一个例子是，铅银合金薄片叠放在板料上，通过冷轧过程，粘结在一起，铅银合金薄片的厚度为0.3毫米，银的含量为0.1%。薄片的宽度和冷轧的过程同上述是相同的。由于银的存在，铅银合金将有很好的延展性，阻止惰性物质的产生，并且能够提高抗腐蚀能力。最终制造成的板栅应用在铅酸电池中在贮存期间有能够阻止自身的放电的特性，在放电之后能够提升充电能力。更理想的是银的含量是0.010.5%，如果小于0.01%，最终板栅将不能获得较好的抗腐蚀性能，延展性和阻碍惰性物质形成的能力不足，如果银的含量超过0.5%,成本又太高，虽然有好的延展性，甚至抗腐蚀及阻碍惰性物质生成的能力在提升，但是通过冷轧工序，铅银合金薄片同铅带合金不能很好地粘结在一起。综合以上所述，该发明能够轻易获得一种板栅，该板栅适用于铅酸电池，在放电之后有很好的充电恢复特性。同时，针对该发明，为提高充电恢复特性，网栅的表面处理也非常重要，并且能够确保在加工过程中，不存在材料浪费。该发明得出以下结论：1， 把锡含量为1.530%的铅锡合金薄片（厚度不超过0.7毫米）覆盖在钙含量为0.030.15%、锡含量为01.5%、其余成分为铅的铅钙锡合金的铸带上，在不超过180度的温度的前提下，经过轧制，最终形成一种新的铅带，厚度最多是原来的1/5，可以用这种铅带进行扩展或冲孔，可以生产出需要的板栅；2， 基于结论1，覆盖的铅合金薄片也可以是铅银合金，银的含量