CN101345305B - 一种铅酸蓄电池生板固化干燥工艺 - Google Patents
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Abstract
一种铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，用于解决生板活性物质易泥化脱落等问题。其技术方案为：所述工序在固化十噪室进行，工艺参数控制如下：正生板固化相对湿度60％～95％，固化温度30～45℃，固化时间56～72h；负生板固化相对湿度60％～80％，固化温度为30～45℃，固化时间36～48h。本发明有利于降低生板中的游离铅含量，明显提高铅膏与板栅的结合力，延长蓄电池使用寿命，并可减少铁锈板的生成及固化间水蒸汽的用量。对比检测表明，以本发明处理的生板制成的蓄电池比原工艺提高寿命约20％。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于铅酸蓄电池生产过程中的生板固化干燥工艺，属蓄电池技术领域。
背景技术
铅酸蓄电池在制造过程中，固化干燥是连接生板涂膏和化成工序的一道中间工序。涂板之后的生极板，一方面水分过多，另一方面铅膏组织不稳定，需要经过固化干燥工艺来使其硬化脱水，在硬化脱水过程中，发生了一系列物化反应。若生板固化干燥效果不好，对极板质量影响很大，会产生极板裂纹、脱粉、发酥等现象，将直接影响电池容量和寿命。固化干燥作用可以简单概括为：使生极板中的铅继续氧化、使板栅、铅膏的接触面腐蚀生成一层结合膜、增强板栅和活性物质之间的结合力，提高电池寿命。通过生极板内碱式硫酸铅的再结晶，使三碱式硫酸铅与四碱式硫酸铅相互交联形成坚实的网状结构，增强了铅膏中颗粒的结合力及极板的强度。在生板固化干燥过程中，铅膏中的水作为反应催化剂，对反应的进行起着至关重要的作用。在固化过程中，环境条件应保证极板在恒速固化阶段时间尽可能长。目前，固化工艺主要有高温高湿固化和低温高湿固化，湿度(指相对湿度)接近100％，固化时间较短，一般控制在36h以内；生板干燥通常在90℃左右环境下进行干燥。用上述工艺制造的蓄电池，在使用过程中发现前者容量降低，后者易发生正极活性物质泥化脱落现象，影响电池寿命。此外，高湿固化需在固化阶段补充大量的水蒸汽来维持固化间的环境湿度，由于湿度太大，水蒸汽易在固化间顶部凝结滴落在铁制极板架上，引起极板架生锈，而锈迹又极易和生板接触形成铁锈板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可使游离铅氧化充分、铅膏与板栅的结合力更强的铅酸蓄电池生板固化干燥工艺。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，蓄电池的生板固化、干燥在固化干燥室进行，生板固化工序完成后转换为干燥工序，其特别之处是：所述固化工序中的工艺参数控制如下：正生板固化相对湿度60％～95％，固化温度30～45℃，固化时间56～72h；负生板固化相对湿度60％～80％，固化温度为30～45℃，固化时间36～48h。
上述铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，所述干燥工序工艺参数控制如下：正、负生板干燥相对湿度5％～20％，干燥温度55～75℃，干燥时间20～24h。
上述铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，在干燥工序结束后，打开固化干燥室门，开启降温风机，待生板温度降至20℃～50℃时，将生极板叉出。
上述铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，所述固化干燥过程中，板与板之间保持1～2m空隙。
本发明方法针对普通电池生板固化干燥工艺湿度高、时间短造成正极活性物质易泥化脱落等问题进行了改进，通过反复试验研究，确定了固化干燥工艺的最佳环境湿度、温度和时间，采用该方法处理蓄电池生板具有如下特点：1.有利于降低生板中的游离铅含量，确保产品符合工艺要求；2.明显提高铅膏与板栅的结合力，经1.5mm高度生板跌落试验证明，结合更加牢固，在电池使用中活性物质变得不易脱落，有利于延长蓄电池使用寿命；3.提高了生板的硬度和机械强度，提升幅度在10％以上；4.减少了铁锈板的生成，有利于减少浪费；5.减少了固化间水蒸汽的用量，节约了用水和能源，降低了生产成本。对比检测数据表明，以本发明处理的生板制成的蓄电池比原工艺蓄电池寿命提高约20％。
具体实施方式
本发明通过反复试验，确定优选的环境湿度、温度和时间，该方法可使生板中水分缓缓散失，有利于生板中游离铅的氧化和空隙的生成；严格控制固化干燥温度，采用长时间固化方法，控制生板内部反应发生和反应的速度，使生板内部各成份，特别是3PbO·PbSO4·H2O与4PbO·PbSO4保持合适比例。经验数据证明，生板中含有3PbO·PbSO4·H2O和4PbO·PbSO4的合适比例，应该是后者约占20％左右，以保证电池同时具有良好的初期性能和循环寿命。同时，采用长时间固化干燥方法，一方面使生板强度、游离铅含量控制在工艺要求的范围内；另一方面，使铅膏与板栅(铅膏载体)结合更牢固，降低了电池使用过程中铅膏泥化脱落造成的失效，提高了电池使用寿命。同时，采用本发明固化干燥方法，由于湿度降低，蒸汽用量大大减少，冷凝滴落的水滴也大大减少，基本避免了铁锈板的生成，降低了废损。
本发明在具体实施过程中是以自动控制方式进行的，需要事前将固化干燥的工艺参数编入控制程序，检查控制系统正常后接通电源，并将蒸汽管路阀门关紧，将电动调节阀两端的阀门打开。收板时，板与板之间应保持1～2mm左右的空隙，收满一架后，按照正、负板不同，及时置入相应固化干燥间，同时打开固化室蒸汽阀，将固化室装满后关闭大门，然后启动电源，控制系统将根据检测到的温、湿度情况，将温、湿度调整到要求范围之内。生极板固化和干燥在同一固化干燥间进行，固化结束，直接转换为干燥程序。干燥结束后，打开干燥室大门并开启降温风机，待生板温度降至不高于室温20℃时，方可将生极板叉出。
下面提供几个具体实施例：
取上述实例固化干燥结束后生板检测，生板游离铅含量和干燥程度，达到工艺要求游离铅含量正极板4.0％以下，负极板5.0％以下，干燥程度达到98.5％以上，使板中水分基本彻底丧失。将上述生板，从1.5m高空作自由落体运动，检查生板外观，未发现掉块现象，说明铅膏与板栅结合牢固。同时基本杜绝了铁锈板现象，废品少，很好的满足了蓄电池生产的需要。
采用本固化干燥工艺生产的极板，组装80Ah电池，按如下条件进行寿命试验：
a.试验温度40～45℃。
b.放电和充电：放电以25A放4min，继之以14.8v恒压(限流25A)充电10min，把该充放电循环作为一个寿命循环。
c.放置：试验中，每进行480次循环，放置56h；
d.验证30s电压：进行c项放置后，以判定电流622A电流放电，30s电压不得低于7.2v
e.寿命次数计算：寿命次数以判定电流放电到30s时电压降低到7.2v的次数。
按照标准规定寿命次数不低于3760次为合格，原工艺电池一般在5000次左右，而采用本发明工艺生产的电池，寿命进行了6200次仍可继续，对比原工艺有较大幅度提高。
Claims (4)
1.一种铝酸蓄电池生板固化干燥工艺，蓄电池生板的固化、干燥在固化干燥室进行，生板固化工序完成后即转换为干燥工序，其特征在于：所述固化工序工艺参数控制如下：
若固化温度为30℃，控制正生板和负生板的固化相对湿度为60％，固化时间对正生板为72h，对负生板为48小时；
若固化温度为35℃，控制正生板和负生板的固化相对湿度为70％，固化时间对正生板为65h，对负生板为44小时。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，其特征在于：所述干燥工序工艺参数控制如下：正、负生板干燥相对湿度5％～20％，干燥温度55～75℃，干燥时间20～24h。
3.根据权利要求1或2所述的铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，其特征在于：所述干燥工序结束后，打开固化干燥室门，开启降温风机，待生板温度降至不高于室温20℃时，将生极板叉出。
4.根据权利要求3所述的铅酸蓄电池生板固化干燥工艺，其特征在于：所述固化干燥过程中，板与板之间保持1～2mm空隙。
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