DE2414976C2 - Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number
DE2414976C2
DE2414976C2 DE2414976A DE2414976A DE2414976C2 DE 2414976 C2 DE2414976 C2 DE 2414976C2 DE 2414976 A DE2414976 A DE 2414976A DE 2414976 A DE2414976 A DE 2414976A DE 2414976 C2 DE2414976 C2 DE 2414976C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lead
alloy
lithium
calcium
manufacture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2414976A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2414976A1 (de
Inventor
Stanley Charles Berkswell Coventry Barnes
Robert James Shirley Solihull Warwickshire Lawrie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joseph Lucas Batteries Ltd
Original Assignee
Joseph Lucas Batteries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joseph Lucas Batteries Ltd filed Critical Joseph Lucas Batteries Ltd
Publication of DE2414976A1 publication Critical patent/DE2414976A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2414976C2 publication Critical patent/DE2414976C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/68Selection of materials for use in lead-acid accumulators
    • H01M4/685Lead alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C11/00Alloys based on lead
    • C22C11/02Alloys based on lead with an alkali or an alkaline earth metal as the next major constituent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Description

wobei der Lithiumgehalt 0,15 bis 0,90 At-°/o und der Calciumgehalt 0,07 bis 0,49 At.-% beträgt.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
0,25 bis O,65At.-°/o Calcium und Lithium insgesamt,
0,035 bis 0,25 At.-% Aluminium
und Blei als Rest besteht,
wobei der Lithiumgehalt nicht mehr als 0,58 At.-% und der Calciumgehalt nicht weniger als 0,07 At.-% beträgt
3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
0,30 bis 0,50 At-% Calcium und Lithium insgesamt,
0,035 bis 0,25 At-% Aluminium und Blei als Rest besteht,
wobei der Lithiumgehalt nicht mehr als 0,43 At-% und der Calciumgehalt nicht weniger als 0,07 At-% beträgt
4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
0,35 bis 0,50 At-
insgesamt,
0,11 At-% Aluminium
und Blei als Rest besteht,
Calcium und Lithium
40
wobei der Lithiumgehalt nicht mehr als 0,39 At-% und der Calciumgehalt nicht weniger als 0,07 At-% beträgt
5. Verfahren zur Herstellung einer Gitterplatte für eine Bleisäurebatterie aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen an Luft durchgeführt wird, die Legierung in eine Form zur Herstellung des erforderlichen Gitters gegossen wird und daß der Bereich der Form, der mit der Legierung in Berührung kommt, auf einer Temperatur zwischen 150oCund250°Cgehaltenwird.
Die Erfindung betrifft eine Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien und ein Verfahren zur Herstellung einer Gitterplatte.
Herkömmlicherweise werden Gitterplatten für Bleisäurebatterien aus Blei gegossen, das mit einer kleinen Menge Antimon legiert ist, um die Festigkeit des Gitters zu erhöhen. Die Verwendung von Antimon für diesen Zweck ist jedoch nachteilig, weil Antimon eine unerwünschte Nebenreaktion in der Batterie erzeugt und außerdem teuer ist Um die Nachteile mit der Verwendung von Antimon zu überwinden, ist vorgeschlagen worden, Gitter aus Legierungen aus Blei und Calcium und Blei und Lithium zu gießen, diese Legierungen haben sich allgemein aber für die Herstellung von Gittern als unbefriedigend erwiesen, weil das Gießen in einer Schutzatmosphäre vonstattengehen muß, beispielsweise in einem Formgas. Es ist jedoch inzwischen festgestellt worden, daß die Gitter aus Blei gegossen werden können, dem kleine Mengen Calcium, Lithium und Aluminium zulegiert werden, ohne daß während des Gießens eine Schutzatmosphäre benötigt wird.
Die Erfindung besteht demgemäß einmal in einer Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien, die durch die folgende Zusammensetzung gekennzeichnet sind:
0,22 bis 1,04 At-% Calcium und Lithium insgesamt
0,035 bis 0,25 At-% Aluminium
und Blei als Rest,
wobei der Lithiumgehalt 0,15 bis 0,9 At-% und der Calciumgehalt 0,07 bis 0,49 At-% beträgt.
Vorzugsweise ist die Zusammensetzung der Legierung:
0,25 bis 0,65 At-% Calcium und Lithium insgesamt
0,035 bis 0,25 At-% Aluminium
und Blei als Rest,
wobei der Lithiumgehalt 0,58 At-% nicht überschreitet und der Calciumgehalt nicht weniger als 0,07 At-% beträgt.
Noch besser ist folgende Zusammensetzung der Legierung:
0,30 bis 0,50 At-% Calcium und Lithium insgesamt
0,035 bis 0,25 At-% Aluminium
und Blei als Rest,
wobei der Lithiumgehalt 0,43 At-% nicht überschreitet und der Calciumgehalt nicht weniger als 0,07 At-% beträgt.
Am besten ist die Zusammensetzung der Legierung mit
0,35 bis 0,50 At-% Calcium und Lithium insgesamt
0,11 At-% Aluminium
und Blei als Rest,
wobei der Lithiumgehalt 0,39 At-% nicht überschreitet und der Calciumgehalt nicht weniger als 0,07 At.-% beträgt.
Zum anderen besteht die Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung einer Gitterplatte für eine Bleisäurebatterie, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Legierung aus Blei, Calcium, Lithium und Aluminium hergestellt wird, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, und daß die Legierung in die Form eines Gitters gegossen wird.
Vorzugsweise wird das Gießen in Luft durchgeführt.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zur Herstellung einer Gitterplatte für eine Bleisäurebatterie eine Legierung aus Blei mit Lithium zunächst hergestellt, wobei die Legierung 23,17 At-% Lithium enthält. Die Legierung wird hergestellt, indem Blei in einem Tiegel bei einer Temperatur von 350"C in
einer Argonatmosphare geschmolzen wird und dann das geschmolzene Blei Lithiummetall eingeführt wird, wobei ein perforierter Tiegel, der sich in dem geschmolzenen Blei befindet, zum Halten des Lithiums unter der Oberfläche des Bleis dient, bis die Legierungsbildung erfolgt ist.
Eine weitere Menge Blei wird dann mit 9,54 At-% Calcium legiert. Diese Legierung wird dadurch hergestellt, daß Blei in einem Tiegel bei einer Temperatur von 650° C in einer Formgasatmosphäre geschmolzen wird und dann Calciumhydrid und Lithiumhydrid in das geschmolzene Blei eingegeben wird, wobei ein perforierter Tiegel, der im geschmolzenen Blei sitzt, dazu dient, die Hydride unter dem Spiegel der Bleischmelze zu halten. Bei der Temperatur des geschmolzenen Bleis zersetzen sich die Hydride, um gasförmigen Wasserstoff und metallisches Calcium und Lithium entstehen zu lassen, wobei sich die erforderliche Dlei-Calcium-Lithium-Legitrung bildet. Der gasförmige Wasserstoff, der durch die Zersetzung der Hydride entsteht, steigt in Blasenform durch die Schmelze auf, um in die Atmosphäre zu entweichen, und bewirkt eine Bewegung der Schmelze und Verhinderung einer Oxydation der Blei-Calcium-Lithium-Legierung.
Eine weitere Menge Blei wird dann mit 1,52 At.-°/o Aluminium legiert, indem das Blei in einer Formgasatmosphäre bei 7000C geschmolzen und dann Aluminium in das geschmolzene Blei eingeführt wird. Eine entsprechende Menge dieser geschmolzenen Blei-Aluminium-Legierung wird dann mit geschmolzenem Blei gemischt, und diesem Gemisch wird eine bestimmte Menge der vorstehend genannten Blei-Calcium-Legierung in massiver Form zugesetzt, um eine Blei-Calcium-Aluminium-Legierung entstehen zu lassen. Dieser Legierung wird dann eine bestimmte Menge der vorstehend genannten Blei-Lithium-Legierung in massiver Form zugesetzt, so daß eine Blei-Calcium-Lithium-Aluminium-Legierung entsteht, die 0,20 At.-% Calcium, 0,30 At.-% Lithium und 0,11 At.-% Alu.ninium enthält, wobei der Rest Blei ist.
Die fertige geschmolzene Legierung wird dann als Gitterplatte in Luft bei 5500C gegossen. Der Gießvorgang wird zweckmäßigerweise unter Verwendung einer Gittergießmaschine durchgeführt, wie sie von der Firma T.B.S. Engineering Limited in Cheltenham, vertrieben wird. Dabei handelt es sich um einen Maschinentyp, der normalerweise eingesetzt wird, um Bleigitter mit 6% Antimon zu gießen. Die Maschine ist mit Wasserkühlung für die Gitterform ausgerüstet, um sicherzustellen, daß die gitterbildende Fläche der Form auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur im Bereich 150—25O0C und vorzugsweise von 175°C bleibt. Ferner ist die Form mit einer Wärmebarrierenlage beschichtet, beispielsweise Kork mit einer kontrollierten Dicke von etwa 0,125 mm, um sicherzustellen, daß das geschmolzene Gittermaterial mit kontrollierter Geschwindigkeit
-, abkühlt Bei dieser Anordnung ist es möglich, zufriedenstellende Gitter mit einer Gesamtdicke von zwischen 1,375 und 2,75 mm zu gießen, wobei eine zweckmäßige Gießgeschwindigkeit 17 Gitter pro Minute beträgt
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird das
ii> Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels wiederholt, die relativen Anteile der verwendeten Bestandteile zur Herstellung der fertigen Blei-Calcium-Lithium-Aluminium-Legierung sind jedoch derart daß diese 0,1 At-% Calcium, 0,2 At-% Lithium und 0,14 At-% Aluminium enthält, wobei der Rest Blei ist Aus einer solchen Legierung lassen sich ebenfalls wieder zufriedenstellende Gitter gießen.
In einem dritten Ausführungsbeispiel wird das gleiche Verfahren wiederholt, jedoch mit solchen Mengen, daß
>o die fertige Blei-Calcium-Läthium-AIuminium-Legierung aus 0,07 At-% Calcium, 0,90 At-% Lithium und 0,22 At-% Aluminium besteht, während der Rest Blei ist.
In einem vierten Ausführungsbeispiel wird wiederum
2ι ein gleiches Verfahren angewendet, jedoch werden die Anteile der Bestandteile so gewählt, daß die fertige Legierung 0,07 At-% Calcium, 0,90 At-% Lithium und 0,035 At-% Aluminium enthält, während der Rest Blei ist
In einem fünften Ausführungsbeispiel wird wiederum das Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels wiederholt, jedoch werden nun die relativen Anteile der Bestandteile so gewählt, daß die fertige Legierung aus 0,49 At-% Calcium, 0,15 At-% Lithium und 0,07 At-% Aluminium besteht, während der Rest Blei ist.
Es ist festgestellt worden, daß die Legierungen der vorstehenden Ausführungsbeispiele ohne weiteres als Gitterplatte gegossen werden können. Ferner ist festgestellt worden, daß aus diesen Legierungen hergestellte Gitter ein geringes Kriechen im Betrieb zeigen und eine unerhebliche interkristalline Korrosion im Betrieb haben. Es kann jedoch vor der Verwendung von Gittern aus den vorstehenden Legierungen erforderlich sein, den Gittern eine gewisse Standzeit einzuräumen, damit sie während des Alterns aushärten. Obgleich in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die fertige quaternäre Legierung durch Zusetzen einer Blei-Lithium-Legierung zu einer geschmolzenen Blei-Calcium-Aluminium-Legierung hergestellt worden ist, versteht es sich, daß als Alternative auch Lithiummetall der geschmolzenen Blei-Calcium-Aluminium-Legierung zugesetzt werden kann.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus s
0,22 bis 1,04 At-% Calcium und Lithium insgesamt,
0,035 bis 0,25 At-0Zo Aluminium
und Blei als Rest besteht, ι ο
DE2414976A 1973-04-07 1974-03-28 Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien und Verfahren zur Herstellung derselben Expired DE2414976C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1680973A GB1454401A (en) 1973-04-07 1973-04-07 Battery plate grids for lead-acid batteries

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2414976A1 DE2414976A1 (de) 1974-10-10
DE2414976C2 true DE2414976C2 (de) 1983-10-20

Family

ID=10084062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2414976A Expired DE2414976C2 (de) 1973-04-07 1974-03-28 Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien und Verfahren zur Herstellung derselben

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3939009A (de)
JP (1) JPS5052535A (de)
BR (1) BR7402712D0 (de)
DE (1) DE2414976C2 (de)
GB (1) GB1454401A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4439398A (en) * 1981-11-13 1984-03-27 Rsr Corporation Method of alloying calcium and aluminum into lead
US4450136A (en) * 1982-03-09 1984-05-22 Pfizer, Inc. Calcium/aluminum alloys and process for their preparation
US4556291A (en) * 1983-08-08 1985-12-03 Xerox Corporation Magneto-optic storage media

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1745721A (en) * 1927-09-16 1930-02-04 S & T Metal Company Bearing metal
US1791148A (en) * 1928-08-02 1931-02-03 S & T Metal Company Lead alloy
US3647545A (en) * 1969-06-02 1972-03-07 Gould National Batteries Inc Battery electrode grids made from tin-lithium-lead alloy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT

Also Published As

Publication number Publication date
AU6733574A (en) 1975-10-02
JPS5052535A (de) 1975-05-10
US3939009A (en) 1976-02-17
DE2414976A1 (de) 1974-10-10
GB1454401A (en) 1976-11-03
BR7402712D0 (pt) 1974-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1302552B (de)
DE2414976C2 (de) Legierung zur Herstellung von Gitterplatten für Bleisäurebatterien und Verfahren zur Herstellung derselben
DE2260355C3 (de) Bleilegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung für Gitterplatten von Blei-Säure-Batterien
DE69002218T2 (de) Verfahren zum Vollformgiessen von metallischen Gegenständen unter kontrolliertem Druck.
DE2933761A1 (de) Verfahren zur herstellung gerichtet erstarrter gusstuecke
DE1953716A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gussblocks
DE2012668A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Stahl mit Bleizusatz und Vorrichtung zur Aus übung des Verfahrens
DE3200104C2 (de) Gießvorrichtung zum Herstellen von legierten Metallgußstücken
DE1120155B (de) Uranlegierung und Verfahren zur Waermebehandlung derselben
DE3040960C2 (de)
DE1181255B (de) Verfahren zum Herstellen von Blechen oder Platten aus einer Eisen-Silicium-Legierungmit kristallographisch orientiertem Gefuege
AT395389B (de) Verfahren zur herstellung von block- und formgussstuecken sowie vorrichtung zur herstellung derselben
DE2339979C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Metallgegenstandes
DE2427300C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer ternären Legierung aus Blei, Calcium und Aluminium
DE2807930C2 (de) Verfahren und Gießform zur Herstellung von Schleudergießkokillen aus stickstoffhaltigem Gußeisen
DE3220341A1 (de) Verfahren zum herstellen polykristalliner, fuer nachfolgendes zonenschmelzen geeigneter siliciumstaebe
DE4037805C2 (de)
AT356305B (de) Verfahren zum herstellen von metallbloecken, insbesondere von stahlbloecken mit 40 t ueber- treffender masse nach dem elektroschlacke- giessverfahren
EP1877209B9 (de) Verfahren zum herstellen von masseln und masseln
DE2109943C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Blockes aus unberuhigtem Stahl
AT211488B (de) Verfahren zur Herstellung von Verbundgußkörpern
AT316027B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Metallblöcken rechteckigen Querschnittes, insbesondere von Brammen, durch Elektroschlackeumschmelzen
DE2251522A1 (de) Stahlstrangguss mit innenkuehlung
DE753817C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verbundgussstuecken
DE495982C (de) Kernstuetze fuer Giessereien

Legal Events

Date Code Title Description
8126 Change of the secondary classification
8141 Disposal/no request for examination
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: C22C 11/02

D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8339 Ceased/non-payment of the annual fee