動力鉛酸蓄電池的制造工藝_第1頁
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文檔簡介

1、動力鉛酸蓄電池的制造工藝(一)工藝流程動力鉛酸蓄電池的制造工藝流程大致可分為板極制造?電池組裝?電池化成(或活化)與性能檢測三部分,如下圖所示:(二)板柵制造板柵是鉛酸蓄電池的重要部件,既是集流體,起傳導和匯集電流并使電流分布均勻的作用,又是活性物質的骨架,起支撐作用?雖然各個廠家使用的板柵合金不同,但是正?負極板柵的制造都以重力澆鑄為主,還有連續沖擴拉網法?連續鑄造滾壓法?壓延沖孔法?織鉛布法等?板柵澆鑄的工藝流程如下:鉛合金錠澆鑄一熔鉛鍋熔化一鉛液注入板柵模具-打開模具一成形板柵脫模一切邊-檢驗-時效硬化-待涂膏?澆鑄板柵應注意如下質量控制步驟:開始澆鑄板柵之前,必須取樣分析熔鉛鍋中合金的

2、成分是否符合工藝標準要求,不符合則要及時調整,合格后才能啟動鑄板機開始鑄板;必須嚴格控制板柵的質量?厚度和外觀,不允許(三)鉛粉制造鉛粉制造是電極活性物質制備的第一步也是很重要的一步,其質量的好壞對電池的性能有很大的影響?目前主要采用球磨法和氣相氧化法來制造鉛粉?1.球磨法采用島津式鉛粉機,實際上是一個滾筒式球磨機?生產過程如下:將鉛塊或鉛球投入球磨機中(不另外加球),由于摩擦和鉛被空氣中的氧氣氧化成氧化鉛時放熱,使筒內溫度升高,反應如下:0.5O2+Pb-PbO+217.7kJ/mol只要合理地控制鉛球量?鼓風量,并在一定空氣濕度下,就能生產出鉛粉,鉛粉實際上是氧化鉛包裹金屬鉛的微粒?2,氣

3、相氧化法(也稱巴頓法)所用的鉛粉機叫巴頓式鉛粉機,它將溫度高達450c的鉛液和空氣導入氣相氧化室;室內有一高速旋轉的葉輪,將熔融鉛液攪拌成細小的霧滴,使鉛液和空氣充分接觸進行氧化,生成大部分是氧化鉛的鉛粉;將鉛粉吹入旋風沉降器,以便降溫并沉降較粗的鉛粉;最后在布袋過濾器中分離出細粉?下圖為巴頓式鉛粉制造系統流程圖:(四)鉛膏的配置(和膏)制造鉛膏是極板生產中的關鍵工序?正極板的鉛膏是由鉛粉?5%-10%的紅丹(Pb3O4)?硫酸?丙綸短纖維?水和添加劑組成的?正極板鉛膏的添加劑主要是為了提高正極板活性物質的導電性,因為二氧化鉛的導電性差,這類添加劑有各向異性石墨;還有的是為了改善電池的循環性能

4、,如SnO2?SbO等金屬氧化物可以提高活性物質與板柵界面腐蝕層的電子導電性,因而防止電池的早期容量損失?加入紅丹是為了加快化成速度,提高正極的空隙率,特別是對電池的化成(內化成)工藝?短纖維的加入是為了增強活性物質之間的結合力,減少活性物質的脫落?負極鉛膏包括氧化鉛粉?硫酸?水和添加劑?負極添加劑中主要是膨脹劑,因為負極活性物質海綿狀鉛有高的比表面積,表面能高,處于熱力學不穩定狀態,在反復充放電過程中,還原為鉛的再結晶時,表面有收縮的趨勢,比表面積減小,活性降低?為了防止負極的表面收縮,必須在負極添加膨脹劑?和膏工藝的操作順序是加入鉛粉(添加劑)開始攪拌后,先加入分散有短纖維的水,再慢慢加入

5、硫酸,最后繼續攪拌一段時間將鉛膏排出和膏機?和膏過程中將進行以下化學反應:(1)鉛粉加水后進行的反應:PbO+tOPb(OH)2(2)加酸時進行的反應:Pb(OH+HSOPbSO4+2H2O(3)加酸后繼續進行的反應PbSG+PbOPbOPbSO4PbO-PbS02PbO+2O3PbOPbSO4H2O(4)氧化反應(和膏過程中始終進行):0.5O2+PbPbO和膏作業是在和膏機中進行的,在設置好鉛膏配方和加料程序后,和膏過程可自動完成,自動控制和膏的溫度?時間等工藝參數?(五)涂板對于涂膏式極板,生極板的制造大致包括涂膏?淋酸(浸酸)?壓板?表面干燥和固化等工序?把鉛膏涂到板柵上,稱為涂膏或涂

6、板,通常在帶式涂板機上進行?帶式涂板機連續地完成涂膏?淋酸?壓板三道工序?淋酸是將密度為1.101.15g/cm3的硫酸噴淋到涂好的極板表面上,形成一薄層硫酸鉛,防止干燥后出現裂紋,也可防止極板密排時相互粘連?快速表面干燥是去掉生極板表面的部分水分,防止極板密排時互相粘連?表面干燥后鉛膏的含水率應控制在9%11%?表面干燥是在隧道式干燥機中連續進行?對于管式極板,則要把鉛粉灌到套管中或是把鉛膏擠到套管中,前者稱為灌粉,后者稱為擠膏?(六)固化和干燥經表面干燥的極板,要在控制相對濕度?溫度和時間的條件下,使其失去水分和形成可塑性物質,進而凝結成微孔均勻的固態物質,此過程稱為固化?經過固化的極板具有良好的力學強度和電性能?此外,固化還具有以下一些作用:(1)使鉛膏中殘存的金屬鉛氧化成氧化鉛,使鉛含量進一步降低;(2)在固化過程中,鉛膏繼續進行堿式硫酸鉛的結晶過程,在較低溫度下生成3PbOPbSO4H2O(3BS),溫度高于80c時有利于生成4PbOPbSO4H2O(4BS);(3)通過固化使板柵表面生成氧化鉛的腐蝕膜,增強板柵與活性物質的結合;(4)在保證前三個過程順利完成后,脫掉極板中剩余的水分?固化根據工藝條件不同分為低溫固化?中溫固化和高溫固化

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