對稀土合金Pb-Ca-Sn-Al-La在鉛酸蓄電池正板柵中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。首先采用金相顯微鏡、循環(huán)伏安、交流阻抗和恒流腐蝕測試等方法研究了稀土合金的微觀形貌和電化學(xué)性能;進(jìn)而采用稀土合金制作鉛酸蓄電池,研究了稀土合金對于工業(yè)鉛酸蓄電池容量和壽命的影響。結(jié)果表明,Pb-Ca-Sn-Al合金中添加La,能夠細(xì)化合金晶粒,同時提高合金腐蝕層的導(dǎo)電性,進(jìn)而可以有效地提升電池的容量和深循環(huán)性能;但La的引入會造成板柵的腐蝕程度增加,促進(jìn)板柵的蠕變,從而影響電池的循環(huán)壽命。 

【文章來源】：電源技術(shù). 2020,44(07)北大核心

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【部分圖文】：

圖２?ＣＶ腐蝕后合金表面的ＳＥＭ圖??

??３００、９００、１?２００?ｈ腐蝕，腐蝕后采用ＳＥＭ觀察腐蝕層形貌。恒??流腐蝕后的板柵采用純水洗凈后，６０Ｘ：水浴條件下依次采用??糖堿溶液（氫氧化納、葡萄糖、純水按照質(zhì)量比８?：?３?：?１００配??置）浸泡除去腐蝕層，采用純水洗凈板柵并烘干后，計(jì)算腐蝕速??率。２?Ｖ?５００?Ａｈ電池根據(jù)ＧＢ／Ｔ?１９６３８．１－２０１４測試標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行??常溫１０小時率容量測試和６０＂Ｃ浮充耐久性實(shí)驗(yàn)，電池浮充??測試失效后將電池進(jìn)行解剖分析。??２結(jié)果與討論??２．１金相測試??圖１為兩種合金的金相圖，空白合金平均晶粒尺寸為??５０？３００?ｍｍ，稀土合金平均晶粒尺寸僅為２５？１００?ｍｍ�？梢�??看出，空白合金晶粒分布不均勻，粒徑大小差別較大。產(chǎn)生這??種現(xiàn)象可能是由于Ｃａ從晶胞中不均勻的析出，在晶界處形成??的Ｐｂ３Ｃａ、Ｓｎ３Ｃａ等金屬間化合物不均勻分布，阻礙了部分晶粒??的長大，使得晶粒分布不均及粒徑差別增大。稀土合金晶粒細(xì)??孝晶界規(guī)則，Ｌａ的加人可以抑制合金的再結(jié)晶，細(xì)化合金晶??粒，從而可以提高合金的穩(wěn)定性。??（ａ）空ＣＪ合金?＜ｂ）稀上合金??圖１?合金的金相圖??２．２?ＣＶ腐蝕測試??兩種合金進(jìn)行循環(huán)伏安腐蝕后，表面生成了相對穩(wěn)定的??腐蝕層。圖２為腐蝕后合金表面的形貌，可以看出，空白合金??腐蝕層疏松多孔，稀土合金腐蝕層生長較均勻、致密。通過??ＥＤＳ測試發(fā)現(xiàn)，合金腐蝕層主要由ＰｂＳ０４＊Ｐｂ０２組成。圖２??中可以明顯看出，空白合金腐蝕層表面晶體型ＰｂＳ０４較多，稀??土合金的表面則有較多的Ｐｂ０２，因此稀土合金的腐蝕層導(dǎo)電??性理論上會優(yōu)于空白合金。??（ａＶ＂？ｌ＇Ｊ合金

表３腐ｆｔ??＆?１?２００?ｈ?后；??反柵尺寸?ｍｍ??合金種類??寬度??寬度伸長量??高度??高度伸長量??空白合金??１４４．７８??０．７８??１０８．５８??０．５８??稀土合金??１６５．６０??２１．６０??１２０．２３??１２．２３??圖６為合金腐蝕１?２００?ｈ后板柵表面圖像。可見高溫腐蝕??后空白合金的腐蝕產(chǎn)物為細(xì)小且分散，而稀土合金腐蝕產(chǎn)物??顆粒較大，腐蝕層出現(xiàn)明顯裂痕。??（ａ＞寧（１丨合金?（ｂ＞稀上合金??圖６?腐蝕后板柵表面ＳＥＭ圖像??圖７為合金腐蝕１?２００?ｈ去腐蝕層后板柵表面ＳＥＭ圖??像。可見合金的腐蝕主要發(fā)生在晶界處，空白合金的晶粒也出??現(xiàn)了較明顯的局部腐蝕。稀土合金整體腐蝕較為均勻，但由于??稀土合金晶粒細(xì)小，晶界較多，在較強(qiáng)的腐蝕條件下，腐蝕層??的生長速率也相對較快，由于主要腐蝕產(chǎn)物Ｐｂ０２的比體積是??鉛合金１．４倍？，腐蝕層的生長會對板柵基體產(chǎn)生壓力，在持??續(xù)的壓力作用下，板柵發(fā)生明顯生長。??究與設(shè)計(jì)??（ｂ）??（ｂ）稀上合金??圖７?去除腐蝕后板柵表面ＳＥＭ圖像??２．４電池驗(yàn)證??為了進(jìn)一步驗(yàn)證稀土合金在工業(yè)鉛酸蓄電池中的應(yīng)用效??果，分別以稀土合金和空白合金作為正極板柵合金，同一批次??制作２?Ｖ?５００?Ａｈ電池。首先，將兩種電池分別選取６只測試，??連續(xù)進(jìn)行５次１０小時率容量檢測，放電采用０．１?Ｃ＼。放電至??１．８?Ｖ／ｃｅｌｌ，充電采用恒壓２．３５?Ｖ／ｃｅｌｌ限流０．１?Ｃ＼。充電２４?ｈ。表??４為兩組電池容量測試數(shù)據(jù)，可以明顯看出，稀土合金電池較??空白合金電池１０小時率容量提升１０％左右。由此分析，由于??稀

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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