Nghiên cứu đặc tính chuyển biến tổ chức tế vi và cơ lý tính của lớp hợp kim chì bọc đầu điện cực đồng ắc quy chì-axit dung lượng cao khi xử lý nhiệt
60 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.113.2026.96-103Từ khóa:
Ắc quy chì-axit dung lượng cao; Hợp kim điện cực; Tổ chức tế vi; Độ cứng; Xử lý nhiệt.Tóm tắt
Lớp hợp kim chì bọc bên ngoài điện cực đồng của ắc quy chì-axit dung lượng cao được chế tạo bằng phương pháp đúc trọng lực. Lớp hợp kim chì khi ở trạng thái đúc có tổ chức tế vi dạng tinh thể nhánh cây, không cân bằng, độ cứng cao 27,9 HV, nội ứng suất dư lớn nên dễ phát sinh vết nứt tế vi và điện trở lớn 0,312 ÷ 0,420 mΩ, không có lợi cho ắc quy. Bằng công nghệ xử lý nhiệt gồm tôi ở 220 ⁰C thời gian 60 phút, kết hợp với hóa già ở 110 ⁰C thời gian 7 giờ, tổ chức tế vi trạng thái đúc đã chuyển biến sang dạng hạt tinh thể đa cạnh, đều trục, cân bằng hơn, tiết pha hóa bền phân tán đã được hình thành, độ cứng tối ưu đạt 16,2 HV, điện trở trung bình giảm xuống còn 0,06 mΩ, phù hợp cho chế tạo ắc quy chì-axit dung lượng cao.
Tài liệu tham khảo
[1]. Davis, J. R., “Metals Handbook Desk Edition”, ASM International, (1998). DOI: https://doi.org/10.31399/asm.hb.mhde2.9781627081993
[2]. Ha, N. D., Nguyen, T. H. D., Doan, T. A., Doan, M. C. and Vu, M. T., “Investigation of the effects of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Pb-Sb alloy used in fabrication of anode spines for high-capacity lead-acid batteries”, Journal of Military Science and Technology, Vol. 105, pp. 60–66, (2025). DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.105.2025.60-66
[3]. Pavlov, D., “Lead-acid batteries: Science and technology”, 2nd ed., Elsevier, (2017).
[4]. Ali, E. et al., “Effects of Sb and/or Sn concentrations on the SbSn formation in a ternary melt-spun Pb-Sb-Sn alloy”, Results in Materials, Vol. 16, p. 100307, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.rinma.2022.100307
[5]. Dzenzerskiy, V. O., Tarasov, S. V., Sukhova, E. V. and Ivanov, V. A., “Evolution of Mechanical Properties of Pb–Sb–Sn–As–Se Grid Alloys for Lead-Acid Batteries during Natural Aging”, East European Journal of Physics, No. 4, pp. 182–188, (2023). DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-21
[6]. Ku, B.-K. and Jeong, S.-W., “A Study on the Pb-Ca-Sn Grid Alloy of Positive Plate in Lead-Acid Battery”, Journal of the Korean Applied Science and Technology, Vol. 25, No. 4, pp. 518–524, (2008).
[7]. Seikh, A. H. et al., “Microstructure characterization and corrosion resistance properties of Pb-Sb alloys for lead acid battery spine produced by different casting methods”, PLoS One, Vol. 13, No. 4, p. e0195224, (2018). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0195224
[8]. Tariq, F., Azher, S. U. and Naz, N., “Failure analysis of cast lead–antimony battery grids”, Journal of Failure Analysis and Prevention, Vol. 10, No. 2, pp. 152–160, (2010). DOI: https://doi.org/10.1007/s11668-010-9331-1
[9]. Prengaman, R. D., “Challenges from corrosion-resistant grid alloys in lead acid battery manufacturing”, Journal of Power Sources, Vol. 95, No. 1–2, pp. 224–233, (2001). DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7753(00)00620-0
[10]. Rocca, E., Bourguignon, G. and Steinmetz, J., “Corrosion management of PbCaSn alloys in lead-acid batteries: Effect of composition, metallographic state and voltage conditions”, Journal of Power Sources, Vol. 161, No. 1, pp. 666–675, (2006). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.04.140
[11]. Pavlov, D., Dimitrov, M., Rogachev, T. and Bogdanova, L., “Influence of paste composition and curing program used for the production of positive plates with PbSnCa grids on the performance of lead acid batteries”, Journal of Power Sources, Vol. 114, No. 1, pp. 137–159, (2003). DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7753(02)00593-1
[12]. Saravanan, M. and Ambalavanan, S., “Failure analysis of cast-on-strap in lead-acid battery subjected to vibration”, Engineering Failure Analysis, Vol. 18, No. 8, pp. 2240–2249, (2011). DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2011.07.019
[13]. Wang, E., Shi, P. and Gao, J., “Research on thin grid materials of lead-acid batteries”, Rare Metals, Vol. 25, No. 6, Supplement 1, pp. 43–46, (2006). DOI: https://doi.org/10.1016/S1001-0521(07)60042-4
[14]. Dzenzerskiy, V., Tarasov, S., Sukhova, O. V. and Ivanov, V., “Effects of Composition and Cooling Rate on Mechanical Properties of Pb-Sb-Sn-As Grid Alloys”, Romanian Journal of Physics, Vol. 69, p. 605, (2024).
[15]. Ruetschi, P., “Review on the lead—acid battery science and technology”, Journal of Power Sources, Vol. 2, No. 1, pp. 3–120, (1977). DOI: https://doi.org/10.1016/0378-7753(77)85003-9
[16]. Worcester, A. W. and O'Reilly, J. T., “Lead and Lead Alloys”, ASTM Handbook, Vol. 2, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, pp. 1655–1693, (1992).
[17]. Torralba, M., Aballe, M. and Regidor, J. J., “Ageing behaviour of cast Pb-Sb battery grids”, Journal of Power Sources, Vol. 4, pp. 53–64, (1979). DOI: https://doi.org/10.1016/0378-7753(79)80037-3
