CN101320797B - 一种铅酸蓄电池拉浆极板的生产方法及生产设备 - Google Patents
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Abstract
一种铅酸蓄电池拉浆极板的生产方法及生产设备，其方法包括以下步骤：(1)放带：将成卷的冷轧合金穿孔铅带的一端，经过恒张力、调偏和整形后送入极板涂敷系统；(2)涂敷：将所述的冷轧合金穿孔铅带表面涂敷活性物质浆料；(3)烘干：将附着有活性物质浆料的湿态极板烘干；(4)分切：经烘干后的极板切成合格极板。其设备包括完成上述各步骤的系统，可使卷状的穿孔铅带自动完成自动送料、涂浆、烘干、剪切的各项工序，实现了自动化生产操作，改善了劳动环境；拉浆极板的活性物质与骨架的粘接强度高，电池内阻低、活性物质的利用率和电池的循环寿命高，广泛适用于铅酸板式蓄电池和卷绕式圆柱型蓄电池，提高了极板的生产效率3～5倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造铅酸蓄电池极板的新方法和实施该方法的设备。它采用一种“穿孔铅带”作为新型的极板骨架材料，替代了传统的铅酸蓄电池熔铅、铸栅板工艺。
背景技术
传统制造铅酸蓄电池极板骨架的工艺顺序是：合金铅块→加热融化→铸栅板→冷却脱模→修正栅板→涂敷铅膏→极板固化→极板干燥，该工艺首先要将合金铅块投入熔铅炉内，炉体加热使铅块融化为铅溶液，然后再将铅溶液浇铸到铸栅板机的模腔内，经适当冷却后，开模取出原板栅，原板栅比较粗糙，须经人工修整后才能成为铅酸蓄电池的极板骨架；最后在合格的栅板表面涂覆铅膏(即活性物质)，经固化、烘干既成为铅酸电池的极板，该工序全部为单机、人工操作，这种工艺在中国，乃至国际上已使用了数十年，它劳动强度大，环境恶劣，生产效率低；极板表面的活性物质与骨架(栅板)的结合不牢固，活性物质利用率低，电池的循环寿命受到了很大影响；特别是熔铅和浇铸栅板工序，大量铅溶液蒸汽是铅酸蓄电池生产中主要的污染源之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种铅酸蓄电池拉浆极板的生产方法及生产设备，采用一种新型的电池骨架，从而进行连续拉浆涂敷、烘干、极板分切等自动生产的方法，以解决现有技术存在的生产劳动强度大，活性物质利用率低，电池循环寿命差，铅溶液蒸汽造成的环境污染的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种铅酸蓄电池拉浆极板生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)放带：将成卷的冷轧合金穿孔铅带的一端，经过恒张力、调偏和整形后送入极板涂敷系统；
(2)涂敷：将所述的冷轧合金穿孔铅带通过导轮进入装有糊状活性物质的浆斗，经过糊状浆料的浸、沾和挤浆辊的挤压，使穿孔铅带表面粘满活性物质浆料，然后再通过定量刮浆装置将多余的附着浆料刮掉，使其表面光洁且增重量均匀，成为湿态极板；
(3)烘干：将附着有活性物质浆料的湿态极板，直接进入远红外烘干箱M预烘干，经导向轮再进入远红外烘干箱N烘干。
(4)分切：经烘干后的极板按设定距离间歇送入切片机，并根据电池工艺尺寸切成合格极板。
一种铅酸蓄电池拉浆极板生产设备，该设备包括依次顺序安装的自动放带系统、浆液涂敷系统、极板烘干系统和极板分切系统，以将所述的穿孔铅带由卷状原料到浆液涂敷、烘干、极板剪切的全过程，上述各系统的驱动装置均与一自动电控系统连接，其特征在于：所述的极板涂敷系统包括浆斗和刮浆装置，在所述的浆斗内安装有导向辊和一对挤压辊，该挤压辊以极板运行相反方向转动；所述的刮浆机构包括垫板、梳形板、刮浆板和手轮，一对梳性板的相对边缘设有三角齿形并固定在垫板上面，一对刮浆板滑动安装在梳形板的上面，梳形板和刮浆板之间留有相对应的间隙；每一刮浆板的外边均与一个手轮的螺杆的顶端转动连接，该手轮的螺杆安装在与梳形板的外边连接的固定座的螺孔内；梳形板的三角齿形可保证活性物质浆料充分的进入刮浆区，并具有极板拉浆时的对中定位功能；调整手轮可以改变一对刮浆板间的间隙，以使极板活性物质的增重量符合工艺技术要求。
本发明的有益效果是：
1.穿孔铅带是一种新型的电池骨架，适用于铅酸蓄电池拉浆极板生产工艺，由此生产的穿孔铅带极板，增强了骨架与铅膏的结合强度，提高了活性物质的利用率和铅酸电池的循环寿命。
2.铅酸蓄电池拉浆极板生产方法替代了传统的板栅铸造工艺，改善了劳动条件，彻底消除了熔铅工序中铅蒸汽对环境的污染。其极板适用于铅酸板式蓄电池和卷绕式圆柱型蓄电池。
3.铅酸蓄电池拉浆极板生产线设备，可使卷状的冷轧合金穿孔铅带自动完成涂浆、烘干、切片等各项工序，实现了自动化生产操作，减少了工作强度，降低了电池的制造成本，保证了电池性能的一致性，提高了极板生产效率3～5倍。
附图说明
图1是本发明铅酸电池拉浆极板生产工艺流程图；
图2是本发明铅酸电池拉浆极板生产线设备示意图。
图3是本发明铅酸电池拉浆极板生产线设备刮浆机构的俯视图；
图4是图3的A-A剖视图。
具体实施方式
参见图1，本发明一种铅酸蓄电池拉浆极板生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)放带：将成卷的冷轧合金穿孔铅带的一端，经过恒张力、调偏和整形后送入极板涂敷系统。
(2)涂敷：将所述的冷轧合金穿孔铅带通过导轮进入装有糊状活性物质的浆斗，经过糊状浆料的浸、沾和挤浆辊的挤压，使穿孔铅表面粘满活性物质浆料，然后再通过定量刮浆装置将多余的附着浆料刮掉，使其表面光洁且增重量均匀，成为湿态极板。
(3)烘干：将附着有活性物质浆料的湿态极板，直接进入远红外烘干箱M预烘干，经导向轮再进入远红外烘干箱N烘干。
(4)分切：经烘干后的极板按设定距离间歇送入切片机，并根据电池工艺尺寸切成合格极板。
采用了一种穿孔铅带材料作为新型的铅酸蓄电池极板骨架，极板适用于铅酸板式蓄电池和卷绕式圆柱型蓄电池。
所述的穿孔铅带的原材料是冷轧合金铅带，根据铅带表面特征可分为翻边孔铅带或平面孔铅带；(1).所述的翻边孔铅带为无落料穿孔，该孔的周边向铅带本体的两面突起，突起的顶端呈立体网格状；(2).所述的平面孔铅带为落料冲孔，孔内余料沿周边脱离本体呈平面光滑透孔；其状态为无限长带状，通常以成卷状态存在，是铅酸蓄电池极板拉浆工艺的关键性材料。
穿孔铅带表面设有翻边孔或平面孔，所述的翻边孔为无落料穿孔，该孔的周边向铅带本体的两面翻边突起，突起的顶端呈立体网格状；所述的平面孔为落料孔，孔内余料沿周边脱离本体呈平面透孔；所述的铅带翻边孔和平面孔型为矩形、圆形、菱形或其它几何形状，且呈多种形式排布(如纵横垂直排列或排与排错位排列等)。
参见图2，本发明的生产设备由自动放带系统A、极板涂敷系统B、极板烘干系统C、极板分切系统D、自动控制系统E组成。分别说明如下：
自动放带系统A：该系统由自动放带架1和恒张力机构2，自动调偏机构3和整形机构4组成。该系统的动力机构由调频电机和减速器组成，通过传动链与自动放带架1连接，同自动放带架1一齐架设在其机架上(也可以独立安装)，其后装有一组或多组导向轮。在自动放带架1旁的机架上安装有恒张力机构2，设备运行时，恒张力机构2的弹性辊在穿孔铅带12张力的作用下产生垂直位移，其位移量通过电子尺转化为电压信号，从而控制调频电机的运行，使穿孔铅带12在恒张力状态下自动放卷。
在恒张力机构2的一侧安装有自动调偏机构3，它是由浮动导辊和行程气缸组成，浮动导辊的一端由铰链连接在小支架上，另一端连接在行程气缸上，浮动导辊在行程气缸的作用下做单端过量偏移，以使穿孔铅带12在运行中自动纠偏。
整形机构4安装在自动调偏机构3与极板涂敷系统B之间，它由一组高精度整形辊41和42及间隙调整机构组成，高精度整形辊相对穿孔铅带12做同步转动，使穿孔铅带12通过两整形辊之间隙整形，以适应极板拉浆过程中活性物质附着量的需要。
极板涂敷系统B：该系统主要由储浆斗5和刮浆机构6组成，在储浆斗5内装有导向辊和挤浆装置11；挤浆装置11一般由一组或多组挤浆辊组成，每组的两只挤浆辊作相对转动，其动力由独立的调频电机驱动；整形后的穿孔铅带12经导轮进入装有糊状活性物质的浆斗，通过挤浆辊11的强制挤压涂敷，使穿孔铅带12的网格内充满活性物质浆料，再通过刮浆机构6将表面多余的附着浆料刮掉，以保证极板的均匀性和光洁度。
参见图3和图4，所述的刮浆机构6包括垫板61、梳形板62、刮浆板63和手轮64，一对梳性板62的相对边缘设有三角齿形并固定在垫板61上面，一对刮浆板63滑动安装在梳形板62的上面，梳形板62和刮浆板63之间留有相对应的间隙。每一刮浆板63的外边均与一个手轮64的螺杆的顶端转动连接，该手轮64的螺杆安装在与梳形板62的外边连接的固定座65的螺孔内。梳形板62的三角齿形可保证活性物质浆料13充分的进入刮浆区，并具有极板拉浆时的对中定位功能；调整手轮64可以改变一对刮浆板63间的间隙，以使极板活性物质的增重量符合工艺技术要求。图4中上方的箭头表示穿孔铅带12在加工时的运行方向。
极板烘干系统C：该系统由烘干箱M、烘干箱N、主驱动机构7组成；烘干箱采用远红外烘干技术，箱内装有强力热风循环系统，烘干箱M和烘干箱N并列且独立安装在主机架上，主驱动机构7由导向辊71和传动辊72组成，它安装在烘干箱M、N相应的正上方，其动力调频电机安装在主驱动机构的侧面，并与传动辊72的轴端相连接，此机构是全生产线的运行的基准，调整运行速度可使极板的干燥度达到工艺要求。
极板分切系统D：它由感应控制机构8、送料机构9、切片机10组成。送料机构9由一对高精度送料辊和极板导向板组成，步进驱动电机直接与送料辊一端连接，调整步进电机控制电源的脉冲量可以改变送料辊的运动转角，以此决定间歇送料的距离和精度；切片机10的上方安装有两只动力气缸，当送料辊每输送极板一个定长距离，动力气缸就自动加压剪切极板一次；在极板分切系统D与极板烘干系统C之间安装有感应传感器8(如光敏传感器或磁敏传感器)，通过对极板运行状态的测定，以此保证极板拉浆速度与极板分切速度的同步匹配。
自动控制系统E：该系统采用计算机程序控制，驱动装置均采用变频无级调速，自动控制柜装有大屏幕触摸控制板，在其主界面上设定了拉浆极板的运行状态：即每个温区的温度显示、极板运行速度、切片尺寸、安全故障报警等操作功能。极板涂敷系统B中的挤浆装置是由一组或多组挤浆辊组成，表面粘满糊状浆料的穿孔铅带12穿过两只挤浆辊间的间隙进入烘干系统C，挤浆辊以极板运行相反的方向旋转，且采用无极变速调频电机控制。
整个系统中，在自动放带架1、整形机构4和烘干箱N的下出口等多点位置安装了远红外感应装置，通过对铅酸蓄电池拉浆极板生产线运行状态的监控，实现了全线自动化操作。
本发明设备的生产过程(工艺流程)是：
如图1所示，首先将成卷的穿孔铅带121装入自动放带架1，穿孔铅带通过恒张力机构2和调偏机构3进入整形机构4，使其成为穿孔铅带在表面平整、厚度均匀的穿孔铅带122。然后进入涂浆斗5，涂浆斗5内盛满有铅酸电池活性物质浆液，通过涂浆斗5的穿孔铅带122表面即沾满了活性物质浆液，然后再通过挤浆辊11的强制挤压涂敷，使穿孔铅带122的网格内充满活性物质浆料，经刮浆装置6将表面多余的附着浆料刮掉，以保证极板的均匀性和光洁度。涂敷合格的穿孔铅带即成为了湿极板，它垂直向上自动进入烘干箱M，烘干箱以远红外技术加热、装有热风循环装置，以使极板快速达到脱水固化、不粘辊、不脱落的半干状态，然后经导向辊进入烘干箱N，使极板烘干并成为符合极板工艺规定的含水率要求的极板123。烘干合格的极板123通过送料机构9的一对高精度送料辊间歇输送到切片机10，调整步进电机电源的脉冲量可以设定间歇送料的距离和精度；当送料辊每输送极板一个定长距离，切片机10就自动剪切一次，形成成品124。至此，本发明所有生产工序完成。
Claims (7)
1.一种铅酸蓄电池拉浆极板生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)放带：将成卷的冷轧合金穿孔铅带的一端，经过恒张力、调偏和整形后送入极板涂敷系统；
(2)涂敷：将所述的冷轧合金穿孔铅带通过导轮进入装有糊状活性物质的浆斗，经过糊状浆料的浸、沾和挤浆辊的挤压，使穿孔铅带表面粘满活性物质浆料，然后再通过定量刮浆装置将多余的附着浆料刮掉，使其表面光洁且增重量均匀，成为湿态极板；
(3)烘干：将附着有活性物质浆料的湿态极板，直接进入一个远红外烘干箱预烘干，经导向轮再进入另一远红外烘干箱烘干；
(4)分切：经烘干后的极板按设定距离间歇送入切片机，并根据电池工艺尺寸切成成品极板。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池拉浆极板生产方法，其特征在于：所述的穿孔铅带的表面设有翻边孔或平面孔，所述的翻边孔为无落料穿孔，该孔的周边向铅带本体的两面突起，突起的顶端呈立体网格状；所述的平面孔为落料冲孔，孔内余料沿周边脱离本体呈平面光滑透孔；所述的铅带翻边孔和平面孔的形状为矩形、圆形或菱形，且呈间隔排列。
3.一种实施权利要求1所述的铅酸蓄电池拉浆极板生产方法的设备，该设备包括依次顺序安装的自动放带系统、浆液涂敷系统、极板烘干系统和极板分切系统，以将所述的穿孔铅带由卷状原料到浆液涂敷、烘干、极板剪切的全过程，上述各系统的驱动装置均与一自动电控系统连接，其特征在于：所述的极板涂敷系统包括浆斗和刮浆装置，在所述的浆斗内安装有导向辊和一对挤压辊，该挤压辊以极板运行相反方向转动；所述的刮浆机构包括垫板、梳形板、刮浆板和手轮，一对梳形板的相对边缘设有三角齿形并固定在垫板上面，一对刮浆板滑动安装在梳形板的上面，梳形板和刮浆板之间留有相对应的间隙；每一刮浆板的外边均与一个手轮的螺杆的顶端转动连接，该手轮的螺杆安装在与梳形板的外边连接的固定座的螺孔内；梳形板的三角齿形可保证活性物质浆料充分的进入刮浆区，并具有极板拉浆时的对中定位功能；调整手轮可以改变一对刮 浆板间的间隙，以使极板活性物质的增重量符合工艺技术要求。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的自动放带系统包括：自动放带架1、恒张力机构2、自动调偏机构3和整形机构4，自动放带架1安装在机架上，其后装有一组或多组用于为穿孔铅带导向的导向轮；在所述的放带架1旁的机架上依次安装有恒张力机构2、自动调偏机构3和整形机构4；在该整形机构4后面装有一组导向轮。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的极板烘干系统由第一烘干箱和第二烘干箱组成，它们同安装在主体机架上，在机架的顶部、对应于烘干箱的上方位置安装有主驱动机构7。
6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的极板分切系统由送料机构和切片机组成，它们依次安装安装在一个机架上；在该送料机构与所述的烘干系统之间安装有感应控制器，以此保证极板拉浆速度与极板分切机构的同步匹配。
7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的自动电控系统包括：采用计算机程序控制分别对各个驱动机构进行调频调速控制，对所述的自动放带系统的恒张力机构的恒张力运行控制，对浆液涂敷系统和极板烘干系统的温度控制，以及对自动间歇送料、定长剪切、自动纠偏功能的控制。
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2008
- 2008-06-24 CN CN2008101263028A patent/CN101320797B/zh active Active
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