硫酸溶液中氢在各种金属表面的析出Pb-Sb合金的正极板栅，在充电时，Sb将会从正极板上溶解到溶液中，然后再沉积到负极板上，随着循环次数的增加，负极板表面积累的锑含量也增加，析氢也会增加，导致电池失水严重。用高锑合金板栅的铅酸电池难以密封。因此高锑合金不适合于作为正极板栅的合金。为了在VRLA电池中采用Pb-Sb合化晶粒，而且具有优良的铸造成型性能，Pb-Sb合金比纯铅具有更低的膨胀系数，在充放电循环使用过程中不易变形。

　　但是Pb-Sb合金的主要缺点是H+在锑上放电的过电位较低，使电池在过充电、储存时析氢量增加（参见）。

　　1引g阀控密封铅酸蓄电池，由于其使用过程中无酸雾逸出，无需添加水和调整电解液比重（即免维护），取代了原开口式防酸隔爆电池，广泛应用于通信机站的后备电源和UPS电源c铅酸电池中的板栅是用来支撑正负极活性物质和传导电流的，VRLA电池中板栅合金的选择主要取决于电池的使用状态，即电池是浮充使用还是循环使用，因为电池的循环使用性能及寿命与板栅合金成分有关。：，原来口式铅酸电池中广泛采用的板栅合金是铅锑合金，但是，铅锑合金由于氢在锑上析出过电位较低，因而增加了电池的自放电，难以实现电池的密封。为此，VRLA电池普遍采用了Pb-Ca合金和低锑合金，以提高氢的过电位。Pb-Ca合金和低铺合金各有优缺点，研究的方向是提高Pb-Ca合金的深循环能力，降低Ca含量，提高锡含量，以及在PbCa合金中加人第五种元素。以下就国内外VRLA电池中所采用几种主要板栅合金材料的研究进展作一介绍。

　　开口式电池中广泛采用Pb-Sb合金，富液式的汽车启动电池（SLI电池）至今仍采用Pb-Sb合金。Pb-Sb合金根据锑的含量分为高锑合金、低锑合金和超低娣合金，高锑合金中锑含量为412，低锑合金中锑含量为13，超低锑合金中锑含纯铅中加人锑可以明M地改善合金的抗拉强度、硬度和细电源世界物理化学电源阀控式密封铅酸蓄电池板栅合金材料研究进展胡信国哈尔滨工业大学（哈尔滨150001）uo亏物理化学电源金，既保持PkSb合金的优点，又克服其析氢的缺点，除了大大降低合金中Sb的含量（2.0以下）外，研究了添加其它合金元素，如Cd、As、Sn等，寻找能细化晶粒尺寸、提高浇铸性能、满足VRLA电池性能的合金优组合。

　　金板栅制造的电池，循环寿命可以提高20~30.但是含AS的合金脆性增加，使浇铸性能下降，Pb-Sb-As合金可以从回收Pb中获得。

　　Pb-Sl>Cd合金属低锑合金，已成功地应用于VRLA电池，既有较好浮充使用性能，又有较好的循环使用性能，但其储存与充电时的析氢量略高于Pb-Ca合金板栅的VRLA电池，表1列举了国外电池所用合金的腐蚀速率。

　　表1浮充状态下各种合金的板栅腐蚀速率电池合金制造工艺腐蚀速率/（mm/年）重力浇铸压力浇铸挤压板栅腐蚀和氢析出会造成VRLA电池失水，有两个反应：Pb-Ca-Sn合金是VRLA电池广泛采用的板栅合金，根据钙含量可分为高钙合金（Ca0.09~0.13）、中钙合金（Ca0.06~0.09）和低钙合金（<0.04），1>（：3合金为沉淀硬化型合金，即在铅基质中形成Pb3Ca金属间化合物沉淀在铅基中成为硬化网络。Pb-Ca合金有良好的机械性能和浇铸性能，其大优点是析出氢过电位高，比Pb-Sb合金高约200mV.从而有效地抑制了电池的自放电和充电时的析氢量，使电池具有良好的免维护性能。

　　VRLA电池普遍采用Pb-Ca-Sn合金以后，发现了早期容1损失的严重问题（PrematureCapacityLoss，简称PCL）r，特别是随着电池循环使用，电池容量迅速下降，当时认为是板栅合金中没有锑造成的，因此又称为“无锑效应”。近研究结果表明3，即使板栅合金中含有锑也有类似现象，只是不像Pb-Ca合金那样普遍而且明显早期容量损失有三种模式，也就是说有三种原因引起早期容量损失，称为PCL-l，PCL-2，PCL-3.其中PCL-1是板栅与正极活性物质界面的影响，与板栅合金成分有关；PCL-2是正极活性物质的影响，PCL-3是负极的影响。本文重点讨论PCL-1现象。

　　电源蛩界50个循环期间电池容量的突然下降，现在已经清楚，PCL-1是由于板栅和活性物质之间的界面上形成了非导电层引起的，这层非导电层或低导电层使板栅-活性物质界面产生高的电阻，这层非导电层使电阻在充放电时发热并使紧靠板栅初放电的正极活性物质发生膨胀，从而限制了正极的容S. Pt>Ca或纯Pb中加人Sn可以改善正极板栅的耐蚀性，因为板栅腐蚀和腐蚀产物的增长使板栅和活性能物质之间的接触恶化，失去导电性而使电池放电容*下降。Sn也可以增加合金的机械性能，防止板栅的伸长而失去与活性物质之间的接触。

　　合金中钙的含量降低，锡的含鼋增加，使合金中的腐蚀速率明显下降。随着板栅合金中锡含》的提高，经过电池深循环后板栅-活性物质界面的导电性也明显得到改善，PI>Ca（0.08）Sn合金经极化电阻测试表明，Sn含量从0增加到1.5（wt）时，极化电阻由25kfVcm2降至lkfVcm2.在板栅-活性物质界面上的Sn在充电时易被氧化为Sn02，导电的Sn02沉积在Pb02上，在电池放电时并不发生反应，这就给电池再充电时PbS04转化为Pb02提供了导电相。

　　添加高含景的锡使板栅很耐腐蚀，使板栅和活性物质之间在涂膏、固化时有良好的结合力，这种结合力是很重要的，因此解决了PCL-1这种VRLA电池的主要失效模式。

　　为了提高合金的抗蠕变能力，改善电池的深循环性能，人们研究了在Pb-Ca-Sn合金中加人银或镉或铋，有的还研究了加人稀土元素，如加人铈0.68.加人这些元素后，电池的深循环性能均有明显的改善。

　　4结语VRLA电池中板栅合金含的选择是极为重要的，它直接影响VRLA电池的性能，板栅材料的研究方向主要是：（1）非晶态板栅合金，（2）轻型板栅材料，如A1，Cu或塑料作基材，表而涂覆纯Pb，可以大大减轻重量，（3）双极性板栅，一面涂正极膏，另一面涂负极膏。板栅材料的改进将使VRLA电池的比能量有很大提高c