Сплав для позитивних струмовідводів свинцево-кислотних акумуляторів, виготовлених просічно-витяжним методом

Сплав для струмовідводів позитивних електродів свинцево-кислотних акумуляторів, які виготовляють просічно-витяжним методом, що містить сурму і свинець, який відрізняється тим, що він додатково містить кадмій при такому співвідношенні компонентів, мас. %: сурма 0,1-0,2 кадмій 0,3-0,8 свинець решта. (19) (21) 2003077223 (22) 31.07.2003 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. №12, 2006р. (72) Білий Олександр Петрович, Зимін Олег Петрович, Привалов Володимир Миколайович (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "ОБЕРОН-ЦЕНТР" (56) UA 46653, A, 15.05.2002 UA 44457, A, 15.02.2002 GB 1427660, 10.03.1976 3 рода. Насамперед, це неможливість роботи акумулятора в режимі глибоких розрядів. При заряді акумулятора активний матеріал позитивного електрода, що знаходиться у виді PbSO4, під дією зарядного струму легко окисляється до РbO2, завдяки наявності сурми в матеріалі струмовідводу. У відомому сплаві, у присутності Са в позитивному струмовідводі такий процес ускладнений через наявність CaSO4, що і перешкоджає окислюванню PbSO4 до РbO2, що знижує ємність електрода. Даний сплав не знайшов практичного застосування у виробництві акумуляторів, має високу вартість, тому що виготовляється з первинних матеріалів і містить дорогі домішки. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, є сплав, прийнятий як прототип, для позитивних струмовідводів свинцево-кислотних акумуляторів, виготовлених просічно-витяжним методом, що містить, мас. %: сурма 1,5-2; свинець - інше [Технологія виробництва хімічних джерел струму, Ленінград, 1985 р., с.23– 26]. Недоліком даного сплаву є низька механічна міцність струмовідводів, виготовлених з нього. Вміст сурми більше 1% приводить до розміцнення сплаву при деформації, унаслідок розтріскування непластичної сурм'яної фази в процесі пластичного тертя металу. Чим вище вміст сурми в сплаві, тим більший обсяг займає крихка сурм'яна фаза і значніше розміцнення. Низька механічна міцність струмовідводів приводить до зниження терміну служби акумулятора (електрод легко деформується і можливі: короткі замикання, великий температурний «ріст» електродів, опадання активної маси і т.д.). В основу пропонованого винаходу поставлена задача створення сплаву для позитивних струмовідводів свинцево-кислотних акумуляторів, виготовлених просічно-витяжним методом, у якому, у результаті введення нового елемента і нового оптимального співвідношення легуючих компонентів, досягається підвищення дисперсності структури за рахунок утворення кадмієвмісних интерметалідів. У результаті забезпечуються високі механічні властивості (підвищення твердості і міцності на розрив), що у свою чергу приводить до підвищення стійкості струмовідводів проти деформації, що виникає в процесі експлуатації акумулятора. Позитивні електроди витримують більш сильні циклічні заряд/розрядні навантаження, а також зберігається стійкість електродів до глибоких розрядів навантаження, а також зберігається стійкість електродів до глибоких розрядів. Отже, термін експлуатації батареї підвищується. 67160 4 Поставлена задача вирішується тим, що сплав для позитивних струмовідводів свинцевокислотних акумуляторів, виготовлених просічновитяжним методом, що містить сурму і свинець, відповідно до винаходу, додатково містить кадмій при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: сурма 0,1-0,2; кадмій 0,3-0,8; свинець - інше. Введення в сплав кадмію в межах 0,3-0,8% мас. при заданій оптимальній кількості сурми 0,10,2% мас. забезпечує високу механічну міцність і поліпшення пластичних властивостей сплаву. При введенні кадмію в сплав утворюються кадмієвмісні интерметаліди, що прискорюють процеси кристалізації, підвищується дисперсність структури. Струмовідводи, виготовлені зі сплаву, що заявляється, зберігають свою форму, підвищується їхня стійкість проти деформації в процесі експлуатації. При збільшенні вмісту кадмію більш 0,8% мас. підвищуються міцнісні властивості, але знижується пластичність сплаву, що погіршує умови обробки. При зменшенні вмісту кадмію менш 0,3% мас., сплав стає пластичним, але не має достатньої механічної міцності, що сприяє збільшенню деформованості струмовідводу при роботі акумулятора. Деформації приведуть до жолоблення і розриву окремих жилок струмовідводу, опаданню активної маси, виникненню коротких замикань. Усі ці явища викликають руйнування позитивних електродів і вихід акумулятора з ладу. При вмісті сурми більш 0,2% мас. сплав стає крихким через утворення непластичної сурм'яної фази. При вмісті сурми менше 0,1% мас. сплав стає по властивостях близьким до чистого свинцю, погіршується адгезія струмовідводу стосовно позитивної активної маси, утруднений процес окислювання PbSО4 при заряді до PbO2, що знижує ємність електрода. Запропонований сплав може виготовлятися з брухту і відходів свинцю і свинцевих сплавів. Це забезпечує низьку собівартість сплаву, раціональне використання вторинної свинцевої сировини. Були приготовлені сплави зі співвідношенням легуючих компонентів, що заявляється. Відлиті заготівлі прокочувалися в стрічку товщиною ~1,0мм, що потім піддавалася просічці і витяжці до розмірів струмовідводу акумулятора. Струмовідводи використовувалися для виготовлення електродних пластин по прийнятій заводській технології. З використанням таких електродних пластин були зібрані батареї, на яких були проведені порівняльні іспити на відповідність їхніх характеристик вимогам ДСТ 959. Результати іспитів батарей на термін служби методом циклування представлені в таблиці. 5 67160 6 Таблиця Залежність терміну служби свинцевих батарей (6СТ-55) від складу сплаву для виготовлення струмовідводів № п/п Sb, мас. % Cd, мас. % 1 2 3 Прототип 0.1 0.2 0.2 1,5 0.3 0.5 0.8 З експериментальних даних, приведених у таблиці, видно, що сплав, який заявляється, з домішкою кадмію й оптимальним співвідношенням Комп’ютерна верстка Б. Голік Термін служби батарей (цикли) 250 280 270 220 Збільшення терміну служби, % 14 27 23 компонентів, у порівнянні з прототипом, забезпечує дуже істотне збільшення терміну служби батарей. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601