СПЛАВ ДЛЯ ТОКООТВОДОВ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Российский патент 1994 года по МПК H01M4/68 H01M10/12 

Изобретение относится к производству аккумуляторных батарей и может быть использовано при изготовлении электродов.

В производстве свинцово-кислотных аккумуляторов, особенно при изготовлении герметичных батарей, применяются либо сплавы с малым содержанием сурьмы, либо сплавы, содержащие кальций.

Недостатками батарей, изготовленных с токоотводами из этих сплавов, являются значительное газовыделение и саморазряд при наличии сурьмы и падение емкости для аккумуляторов, решетки которых изготовлены из сплава, содержащего кальций.

Известен сплав, содержащий 0,095% Са, 0,22% Sn (1).

Отсутствие сурьмы в этом сплаве снижает саморазряд, но приводит к заметному падению емкости (до 70% ) в седьмому циклу испытаний, что показано в таблице.

Кроме того, присутствие кальция приводит к образованию окисного шлама на поверхности расплава и затруднению литье решеток.

Однако в связи с развитием аккумуляторной промышленности требования к свинцово-кислотным батареям постоянно повышаются.

Главными являются снижение саморазряда и уменьшение емкости батарей. Для осуществления этих задач необходимы сплавы новой группы, в составе которых не было кальция и сурьмы.

Известен сплав, содержащий 1,5-15% мас. Sn; 0,001-0,05 мас. % Se (2), но требуемыми механическими и коррозионными свойствами он не обладает.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам, выбранным в качестве прототипа, является сплав на свинцовой основе, содержащий 0,1% Na. 1% Sn (3).

Батареи, токоотводы которых состоят из такого сплава, имеют начальные емкостные характеристики, сопоставимые с аккумуляторами, решетки которых содержат кальций. Но для обеих групп батарей наблюдается заметное падение емкости в процессе испытаний, что несмотря на ряд преимуществ, затрудняет их широкое применение в производстве герметичных батарей.

Целю изобретения является создание сплава, применение которого позволило бы исключить описанные недостатки, при этом улучшив литейные и коррозионные свойства.

Для достижения этой цели предлагается использование сплава следующего состава, мас. % : 0,8-41,2 Sn; 0,08-0,1 Na; 0,03-0,05 Se; Рb - остальное, который отличается от прототипа введением селена, заметно измельчающего структуру, вызывая перераспределение примесей натрия, олова, делая это распределение более равномерным.

Такое отличие сплава от прототипа позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "новизна".

Анализ известных сплавов, используемых в свинцово-кислотных аккумуляторах показал, что введение в трехкомпонентную систему Pb-Na-Sn четвертого элемента - селена, ранее известно не было.

Данный качественный и количественный состав компонентов придает сплаву новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Для подтверждения возможности использования токоотводов в производстве перспективных батарей были изготовлены и подвергнуты испытаниям макеты аккумуляторов типа 3МТ-8. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 1. Сплав, содержащий, мас. % : Sn 0,7; Na 0,07; Se 0,01; Pb 99,22, имеет емкостные и разрядные характеристики, удовлетворяющие ГОСТ 959.0-84, но падение емкости к концу циклирования составляет 30% .

П р и м е р 2. Сплав, состоящий, мас. % : Sn 0,8; Na 0,08; Se 0,03; Pb 99,09, обеспечивает емкость при 20-ти часовом разряде не ниже, чем у прототипа, а падение емкости к концу испытаний в 4,5 раза ниже. Стартерные характеристики лучше, чем у прототипа. Величина саморазряда сопоставима со значением саморазряда для кальциевого сплава.

П р и м е р 3. Для сплава, содержащего, мас. % : Sn 1; Na 0,1; Se 0,04; Pb 98,86, заметного изменения емкостных и стартерных характеристик не наблюдается.

П р и м е р 4. Сплав, содержащий, мас. % : Sn 1,2; Na 0,12; Se 0,05; Pb 98,63, заметного снижения емкостных и стартерных характеристик не наблюдается.

П р и м е р 5. Для батарей с токоотводами, содержащими. мас. % : Sn 1,3; Na 0,13; Se 0,1; Pb 98,47, емкостные свойства такие же, как у контрольных. Дальнейшего уменьшения падения емкости и ухудшения стартерных характеристик не наблюдается, но введение такого количества селена нецелесообразно, учитывая его токсичность. (56) Дасоян М. А. , Агуф И. А. Современная теория свинцового аккумулятора. Л. : Энергия, 1975.

Заявка Японии N 218767, кл. Н 01 М 4/68, 1985.

Заявка Японии N 114073, кл. Н 01 М 10/06, 1988.

Использование: свинцово-кислотные аккумуляторы. Сущность изобретения: сплав для токоотвода свинцово-кислотных аккумуляторных батарей содержит, мас. % : олово 0,81 - 1,2; натрий 0,08 - 0,12; селен 0,03 - 0,05; свинец остальное. 1 табл.

СПЛАВ ДЛЯ ТОКООТВОДОВ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ на свинцовой основе, содержащий олово, натрий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит селен при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Олово 0,8 - 1,2
Натрий 0,08 - 0,12
Селен 0,03 - 0,05
Свинец Остальное