铅酸电池合金材料的发展

前言

 

　　作为传导电流和支撑活性物质的板栅，自从铅酸蓄电池问世以来，经历了许多技

术上的改进。最初，

Plante 是采用两块铅板作电极，置于硫酸溶液中进行电解，使电解的电

流方向不断变化，结果使铅板的蓄电容量逐渐增加。

1881 年，Sellon 采用 Pb-Sb 合金取代纯

铅制成电极板栅，使电池极板的机械强度显著增加，这一发明极大地改善了铅蓄电池的制

造工艺，成为铅蓄电池发展过程中的一项重要改进［

1］。在随后的 100 多年时间里，人们

对蓄电池板栅合金的机械、电化学、腐蚀、浇铸等性能进行了一系列的研究改进，开发出了各

种系列合金来满足不同环境下的使用。目前使用最广泛还是铅锑合金和铅钙合金，这两种系

列的合金各有各的特点，谁也无法完全取代另一种。从

60 年代到 90 年代中期人们对 Pb-Sb

合金研究投入为

35.5%，研究热点在于向低锑合金中添加砷、银、锡、硒等添加剂，消除含锑

合金的缺点而保留其优点，增加其蠕变阻力和腐蚀阻抗，提高电池的深充放性能；对

Pb-

Ca 合金研究投入为 30.1%，发展方向是低钙高锡合金，改善合金的深循环能力［2］。 

1　Pb-Sb 合金 

　　铅锑合金根据锑的含量又分为高锑和低锑合金。高锑合金中锑含量为

4%～12%，

具有良好的浇铸和深循环性能，但存在负极锑中毒现象；低锑合金中锑含量为

0.75%～

3%，浇铸性能、机械强度和耐蚀性有所下降，但能满足免维护的要求［3］。

　　铅锑合金抗拉强度、延展性、硬度及晶粒细化作用明显优于纯铅极板、板栅在制造中不易

变形；其熔点和收缩率低于纯铅，具有优良的铸造性能；

Pb-Sb 合金比纯铅具有更低的热

膨胀系数，在充电循环使用期间，板栅不易变形。最重要的是

Pb-Sb 合金能有效改善板栅与

活性物质之间的粘附性，增强了板栅与活性物质之间的

“裹附力”，有利于铅蓄电池循环充

放寿命，同时锑是二氧化铅成核的催化剂，阻止了活性物质晶粒的长大，使活性物质不易

脱落，提高了电池的容量和寿命［

4～5］。

　　传统铅锑合金正极板栅制成的蓄电池，在使用，尤其在充电时，锑将会从正极板上溶

解到溶液中，沉积到负极活性物质上。随着正极板栅中锑含量及循环次数的增加，负极活性