DE2337708A1 - Blei-antimon-legierung - Google Patents

Blei-antimon-legierung

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    • H01M4/685—Lead alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

DIPL.-ING. HARRO GRALFS PATENTANWALT
33 BRAUNSCHWEIG
AM BORCERPARK β TELEFON (0531) 74798
TILIOIIAMMANSCHIIIFTi PATMARK·
Accumulatorenfabriken
Wilhelm Hagen AG
Soest - Kassel - Berlin
35 Kassel-Bettenhausen Miramstrasse 74
Blei-Antimon-Legierung
24. Juli 1973 L/Wi - A 1451
Blei mit Zusätzen von .Antimon, allgemein als Hartblei bezeichnet, wird wegen seiner guten chemischen Beständigkeit und mechanischen Festigkeit als Auskleidungs- und Mantelwerkstoff in der chemischen Industrie, insbesondere als Anoden bei der technischen Kupfer-Elektrolyse sowie bei der Verchromung eingesetzt. Unter allen Verwendungszwecken nehmen jedoch die Bleiakkumulatoren eine überragende Stellung ein.
Die Gitter für die gepasteten oder geschmierten Akkumulatorplatten werden aus Hartblei mit einem Antimongehalt von 5 bis 13 % mit meist automatisch arbeitenden Gießmaschinen gegossen. Der Antimongehalt verbessert dabei entscheidend die Gießfähigkeit der Legierung und erhöht deren mechanische Festigkeit, wodurch die Gitter besser einer anodischen Korrosion sowie Verformungen widerstehen können, die zu einer
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IANK DIUTtCHi IANK AO., MAUNtCHWfIO, KONTO'NR. O«/OI7·· · FO(T(CHICKl HANNOV*· l«l*«l
vorzeitigen Zerstörung der Gitter bzw. zu Gitterbrüchen und Ausfallen der aufgepasteten oder geschmierten aktiven Massen führen.
Die Verwendung des Hartbleis bringt allerdings die Gefahr einer Antimonvergiftung der negativen Platten mit sich. Diese kommt dadurch zustande, daß sich Antimon aus dem Gitter der positiven Platte beim Anlegen eines Ladestromes an die Elektroden löst und sich auf der negativen Platte niederschlägt. Da die Wasserstoff über spannung an Antimon geringer ist als an Blei, bildet sich ein Lokalelement. Das Blei sulfatiert sich unter gleichzeitiger elektrolytischer Wasserzersetzung und Knallgasbildung am Antimon. Das Gasen kann zu mechanischer Beschädigung der Platten durch Abschlämmen feiner Masseteilchen sowie zu unerwünschtem Temperaturanstieg führen. Durch die Antimonvergiftung ist auch der Ladevorgang an der negativen Platte erheblich gestört und läuft nur unvollständig ab.
Es gibt deshalb Versuche, den Antimongehalt des Hartbleis niedrig zu halten (etwa 4 bis 6 % Sb)1 wobei die mechanische Festigkeit durch Zulegieren kleiner Mengen (etwa 0,1 % oder weniger) andere Metalle, z.B. Silber, Arsen, Zinn oder Tellur erzielt werden. Die unerwünschte Antimonvergif tung der negativen Platten läßt sich aber auch mit solchen bekannten Legierungen nicht ausreichend unterdrücken.
Bleibatterien mit Legierungen, die bewußt antimonfrei gehalten wurden, wie z.B. Blei-Calcium-Legierungen, konnten sich nur für bestimmte Anwendungszwecke durchsetzen. Dies deshalb, da die positiv aktive Masse, im wesentlichen bestehend aus feinzerteiltem, teilweise oxidiertem Blei, Bleiglätte und Mennige, bei antimonfreiem Gitter anders
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reagiert als bei antimoiüialtigem Gitter. Der Kontakt der positiven Masse zum Gitter wird verändert, es tritt eine starke Äbschlammung auf, die das galvanische Element vorzeitig zerstört. Die dafür erforderlichen Hilfslösungen, wie Glaswollscheider zum Verhindern der Äbschlammung oder Zusätze von Phosphorsäure zur aktiven Masse, bedingen Kapazitätsminderung und Erhöhung des inneren Widerstandes, welches sich nachteilig auf die Hochstromentladung bei tiefen Temperaturen auswirkt, so daß die Anwendung antimonfreier Legierungen für die Gitter von Akkumulatorplatten für Starterbatterien keine wesenSiche Verbesserung darstellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Blei-Antimon-Legierung zu schaffen, die zwar einerseits eine nennenswerte Antimonvergiftung der Elektroden eines galvanischen Elementes verhindert, andererseits aber eine ausreichende mechanische Festigkeit und Gießfähigkeit besitzt·
Diese Aufgäbe wird erfindungsgemäß durch eine Blei-Antimon-Legierung gelöst, die gekennzeichnet ist durch den Gehalt von
0,5 - 3,0 % Antimon
0,01 - 0,07# Kupfer
0t10 - 0,30 % Arsen
0,002 T 0,005 % Schwefel
0,02 - 0,08 % Zinn
0,05 - 0,1 % Tellur.
Eine zweckmäßige Legierung besitzt einen Kupfergehalt von 0305 %, einen Schwefelgehalt·νοη 0,003' % und einen Zinngehalt von 0,03 %.
Vorteilhaft erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Blei-Antimon-Legierung für die Gitter der Platten von Bleiakkumulatoren, insbesondere von i7Starterbatterien.
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Bei Verwendung der neuan Legierung in Akkumulatoren, insbesondere in Starterbatterien, können wartungsfreie Batterien gefertigt werden, d.h. es braucht während der gesamten Lebensdauer einer Batterie oder eines Akkumulator» kein Wasser nachgefüllt zu werden· Dadurch können dl·
Batterien schon bei der Herstellung fest verschlossen
bzw. verschweißt werden. Durch die Verwendung der neuen
Legierung für die Gitter der Platten wird das elektrochemische Verhalten der Batterien während der gesamten
Lebensdauer beim Ladevorgang annähernd konstant' gehalten· Die Polarisierung der negativen Platte bleibt auch bei
der gealterten Batterie noch erhalten. Die Ladespannung
wird stabilisiert, so daß die Gasungsspannung z.B. einer Starterbatterie bei gut eingestellter Reglerspannung des Kraftfahrzeuges weitgehendst unterdrückt wird. Eine Wasser zersetzung und eine Knallgasbildung tritt nur noch in unerheblichem Maße auf. Das geschlossene Batteriegehäus· benötigt daher lediglich klein· Entgasungsöffnungen·
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Claims (2)

Ansprüche
1. , Blei-Antimon-Legierung, gekennzeichnet durch den Gehalt von
0,5 - 3,0 % 0,01 - 0,07 % 0,10 - 0,30 % 0,002 - 0,005 % 0,02 - 0,08 % 0,05 - 0,1 % < Antimon > Kupfer • Arsen ■ Schwefel • Zinn • Tellur.
2. Blei-Antimon-Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Gehalt von
0,05 % Kupfer 0,003 % Schwefel 0,03 % Zinn.
5· Verwendung der Blei-Antimon-Legierung gemäß Anspruch 1 oder 2,für die Gitter der Platten von Bleiakkumulatoren, insbesondere von Starterbatterien.
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WO1990009462A1 (en) * 1989-02-09 1990-08-23 Asarco Incorporated Lead-antimony alloy suitable for making battery grids

Non-Patent Citations (1)

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Title
NICHTS-ERMITTELT *

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