CN101473467B - 连续混合电池膏的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于连续混合膏并向铅酸电池体系中使用的电池板栅施用膏的方法和装置,其中粒状氧化铅、水和硫酸在细长型混合器中反应,所述混合器的混合与输送比为约65:35至80:20,控制反应温度以使出口产物温度为大于60℃至约80℃。可以添加量为氧化铅的至多0.6wt%的包含增强纤维的添加剂,并且可以添加量为氧化铅的至多6wt%的碳和石墨粉。

Description

连续混合电池膏的方法和设备
技术领域
本发明涉及向电池板栅(battery grid)施用电化学活性膏,更具体地,涉及用于连续混合和生产用于铅酸电池系统的电化学活性膏的方法和设备,所述膏连续施用到离散或连续形式的电池板栅。
背景技术
分别在2005年5月3日和2006年3月7日授予Teck Cominco MetalsLtd.的美国专利No.6,886,439和7,007,579公开了一种使用涂膏电化学活性膏的连续金属丝网而不使用防渗纸(paper barrier)连续制造正电极板和负电极板来生产用于铅酸电池的电池极板的方法和设备;所述两个专利都通过引用并入本文。电池膏通常通过间歇工艺来制造,在间歇法中,将由干燥粒状氧化铅、水和硫酸组成的成分与其它成分混合在一起来制备具有期望粘度的膏,以使其充满丝网条(mesh strip)中的腔并且涂覆和附着到丝网条的相反侧。
电池膏的间歇生产通常需要20分钟或更长时间的混合,自然导致粘度和成分组成缺少均匀性。由于常规间歇混合技术难以控制膏内化学反应产生的放热加热,导致产生局部的高膏温。间歇方法通常在约60℃的温度下运行,而膏在约49℃下施用。
在制造铅酸电池中,通过各种手段输送的氧化铅经常在进入膏混合系统之前结块和产生硬皮。这些随机出现的结块可能是易碎的或者也可能是由于粘结在管道或设备上,或者是由于氧化铝接触因系统泄漏或存在冷凝而产生的水而处于类似渣块状态的湿反应材料而难以破坏的材料。结块材料不易从产品流中筛除或分离,这是因为任何清除设备都迅速被粉末的固有粘性堵塞,从而使维护问题和停机时间增加。常规间歇混合方法很少粉碎这些结块,并且,即使在粉碎时,碎片也不能小到足以通过随后的涂膏操作而不引起阻塞和停机。这些颗粒不仅中断了正常的操作,而且可能大幅增加所产生的废料量。
35年来,一直在尝试连续制备电池膏(优选在需要的基础上)以获得连续方法的固有益处,但是没有成功。间歇混合问题导致膏内缺少均匀的水含量,而这对于允许将膏以一致和可再生产的方式施用到电池极板的期望膏密度、粘度和剪切力是必需的。除非进料速率极低,否则,不充分的混合作用导致混合器内化学反应延迟和不完全,导致产物膏中的反应在混合器外部完成。
1971年4月27日授予Ford Motor Company的美国专利No.3,576,675公开了一种用于连续混合和制备电池膏的方法和设备,其中进料到混合器外壳中的干燥粒状氧化铅的进料速率受到监控,随后根据氧化铅重的量将适量的水和硫酸注入到混合器外壳中。混合装置包括成对的平行转轴,其上安装有被交替的稳流控制盘隔开的混合桨,以在膏穿过外壳时引导膏成分以缓慢的滚动运动径向穿过混合器外壳。虽然长久以来需要连续式混合和制备电池膏以使组成和粘度一致,但美国专利No.3,576,675的技术还未投入商业应用。
通常以氧化铅的约0.03%至0.15%的量将诸如聚合物纤维或改性聚丙烯腈纤维的纤维添加到电池膏中,来提高极板的机械强度和减少活性物质(active mass)破裂。一些纤维难以分散,导致极板强度差以及由纤维结块引起的涂膏机的问题。另外,负作用包括在后续处理期间颗粒物从极板脱出和变形。当添加更多量的纤维时,这些问题被放大。获得更好强度所需的长纤维甚至更难以在间歇体系中混合,因此,电池制造商都避免使用它们。聚丙烯纤维尤其难于在间歇体系中混合到膏中,因此很少使用。
有机碳粉、活性碳粉或石墨粉、石墨片或石墨球形式的粒状碳可以与其它成分如基于碳的膨胀剂一起添加来改善所有铅酸电池类型(SLI,工业电池,等等)中电池负极板的导电性。目前,以氧化铅的0.3wt%至1wt%的水平添加碳。在一些情况下,可期望添加更高水平的碳,但是在常规间歇体系中这实际上是不可能的,因为不能恰当地加入和分散碳以均匀混合,其原因是氧化铅和碳之间的密度差异大和碳的聚集和结块,从而产生不可接受的膏。
存在有很多不同类型的铅酸电池和更多不同的应用。由于产品的多样性,一些电池制造商使用许多不同类型的添加剂。一种这样的添加剂是四碱式硫酸铅(tetrabasic lead sulphate)晶种,其又以几种不同的形式可用。这些添加剂缩短了固化过程,并且保证活性材料恰当地固化和转化成期望的具有适当晶体尺寸、形状和分布的四碱式硫酸铅晶体组成。这种受控的晶体形态增加了电池极板的活性物质的强度并延长了产品的使用寿命。通过提供用于这些晶体生长的接种点,该添加剂有助于促进四碱式硫酸铅晶体的生长。在普通的间歇混合器中,较不期望出现的是如下分布,即留下大的缺乏晶种的区域,而其它区域富含晶种,后者导致生长反应过大并在反应可以如期望的完全形成晶体之前就用光反应化学品。这导致总的四碱式硫酸铅晶体百分比改变且影响晶体的尺寸和结构。
通常期望在电池膏中存在少量的四碱式硫酸铅作为电池生产过程中固化阶段的晶种。四碱式硫酸铅在间歇法中不能容易地产生或者控制,因此在常规间歇方法中被添加到膏中。
发明内容
本发明的一个主要目的是连续混合和制备电化学活性膏,所述电化学活性膏具有均匀的组成、水分布和流度,同时具有受控的最大颗粒尺寸,从而具有以改善的重量容限来更均匀地涂膏板栅的能力。
本发明的另一个目的是在窄的温度范围内连续混合和制备电化学活性膏,以控制放热化学反应的速率和膏成分的物理特性,并且用于期望得到四碱式硫酸铅膏时的生产。
本发明的又一个目的是连续制备电池膏,所述电池膏包含用于增强膏强度的增加量的均匀分散的增强纤维和用于提高导电性的碳粉或石墨粉、片或球。
本发明的再一个目的是提供连续式膏混合方法,由于基本完全混合和在宽范围内调节混合温度的能力,该连续式膏混合方法能够减少和取除快速固化(flash cure)时间,降低或完全取消快速固化过程温度并减少用于完成涂膏极板的固化过程持续时间。
在其宽的方面,用于在连续式生产涂膏电池极板的方法中连续地制备膏的本发明方法包括以下步骤:向具有串联的多个混合桨和输送桨的细长型反应器混合器中连续供给粒状氧化铅,将水和硫酸按顺序连续地注入到反应器混合器中的氧化铅中,使硫酸和润湿的粒状氧化铅混合并反应形成混合物,所述混合物在预先确定的混合和输送条件下、在反应器混合器中持续受控保留时间条件下穿过所述细长型反应器混合器,由此使得所述混合物在反应器混合器中经历的混合与输送比为约65:35至80:20、优选约75:25,并且在氧化铅、水和硫酸的混合物沿反应器混合器的长度穿过细长型反应器混合器时控制它的温度,使得出料产物的最高温度为高于60℃至约80℃,优选约68℃至约79℃,由此控制硫酸与氧化铅反应的速率以及反应产物的颗粒尺寸、均匀性、一致性、密度、塑性和多孔性。
在转速为约100至150转每分(RPM)的混合条件下,在反应器混合器中的受控保留时间为约30至45秒。
用于连续制备电池极板用膏的反应器混合器包括细长型外壳,该外壳在一端具有用于接收粒状氧化铅进料的进料口并在相反端具有用于连续排出铅膏的排料口、可转动地安装在所述外壳中并从进料口延伸到排料口的成对对置轴、在各个轴上形成的用来将氧化铅进料向前输送到反应器混合器的正向螺旋段和在各个轴上形成的从正向螺旋段延伸到排料口的混合段,每个所述混合段包含串联的多个混合桨和输送桨,混合桨与输送桨之比为约65:35至80:20,所述混合桨和输送桨的间隙为1.52mm,用于使所述膏沿径向前进而横越并穿过外壳到达排料口,并同时将粒状氧化铅进料的尺寸减小至小于1.52mm的尺寸。
通过本发明方法连续制备的电池膏的最大颗粒尺寸小于1.52mm,并且硫酸铅晶体尺寸为2至5微米,基本为三碱式形式。优选地,所述膏还包含碳粉、活性碳粉、石墨粉、石墨片或石墨球中的至少一种,其量为氧化铅进料的至多6wt%且均匀分散在所述膏中,并且包含聚合物纤维、玻璃纤维或纤维素纤维,其量为氧化铅进料的至多0.6wt%且均匀分散在所述膏中。
附图说明
图1是本发明方法的流程图的透视示意图;
图2是本发明装置的示意图;
图3是未成型和固化的阳极活性商用氧化铅膏的放大1000倍的显微图;
图4是根据本发明方法但在75RPM下缓慢混合制备的未成型和固化的阳极活性氧化铅膏的放大1000倍的显微图;
图5是根据本发明方法在100RPM下适度混合制备的未成型和固化的阳极活性氧化铅膏的放大1000倍的显微图;
图6是根据本发明方法在150RPM下快速混合制备的未成型和固化的阳极活性氧化铅膏的放大1000倍的显微图;
图7是含有0.3wt%聚丙烯纤维的未成型和固化的阳极氧化铅膏的放大1000倍的显微图;
图8是含有0.3wt%改性聚丙烯腈纤维的未成型和固化的阳极氧化铅膏的放大1000倍的显微图;
图9是得自表1的4wt%碳的碳浓度分布与3西格玛正态分布的比较图;和
图10是得自表1的6wt%碳的碳浓度分布与3西格玛正态分布的比较图。
具体实施方式
图1以透视图示意性示出了本发明的流程图,其显示了向管式混合器10顺序添加水和酸,该混合器10在一端13具有用于接收粒状氧化铅、纤维和含膨胀剂的碳的上部进料口12。
图2更详细地示意性示出了本发明的细长型管式反应器混合器10,所述混合器10在一端13具有用于接收粒状氧化铅的上部进料口12和在相反的出料端15具有用于连续排出铅膏的下部出口14。由附图标记16表示的成对轴(图中示出了其中一个轴)被安装用于穿过管式反应器混合器10而从进料口12至排料口14纵向转动。在入口端13处安装在各个轴16上的是正向螺杆段18,用来将进料朝出料端15向前输送到反应器混合器10中。从正向螺杆段18延伸到出料端15的混合段20包括扁平桨“F”和螺旋桨“H”,以及在出料端15上的反向螺旋桨“RH”。扁平桨F是混合桨,螺旋桨H是输送桨,它们在混合段20提供了约65:35至80:20、优选约75:25的混合与输送比,而现有技术中已知通常使用25:75或50:50的混合与输送比。轴16通过齿轮驱动装置(未显示)同步旋转,使上述相反的桨转动以引导膏沿径向横过外壳并提供具有快速捏合作用的彻底混合。已经发现,在反应器混合器中约30至45秒的保留时间以及在温度控制下通过上述桨布置提供的混合和剪切产生了最佳的晶体尺寸和结构。
混合的强度是重要的。我们已经发现,对应于在反应器混合器中约45至30秒的保留时间,所述混合段中的桨以约100至150RPM速度的旋转所提供的搅拌和剪切提供了具有期望组成的热稳定铅膏。这与常规间歇混合形成对比,后者通常需要20分钟或更长的混合时间。
量为氧化铅的9至15wt%的水可以在进料口12处与氧化铅一起添加,或者在靠近进料口12的入口22处单独添加到反应器混合器中,用于与氧化铅快速混合并且润湿氧化铅。用于生成三碱式硫酸铅的比重1.325的硫酸以氧化铅的7wt%至16wt%的量在水进料的下游进料,优选在两个或更多个入口24、26处进料,以将局部反应性降至最低并且避免重度硫酸化(heavy sulphation)或一元硫酸盐。
可以将诸如聚丙烯纤维、改性聚丙烯腈纤维、纤维素纤维和玻璃纤维的纤维以氧化铅的至多0.6wt%的量添加到氧化铅中,该量是间歇混合可混合的纤维量的约5倍,并且改性聚丙烯腈纤维的纤维长度增加至多3/16英寸,聚丙烯纤维的纤维长度增加至多1/8英寸。通过连续式混合方法与增加量的加长纤维的连续混合提供了优异的纤维分散,从而生产物理上更坚固的电池极板,同时延长了电池使用寿命。优异的纤维分散使获得期望结果实际所需的纤维减少,从而实现了成本节约。
有机碳、碳粉、活性碳粉、石墨粉、石墨片或石墨球形式的碳粉可以以氧化铅的至多6wt%的量添加,从而获得优异的碳分散,其碳含量是间歇混合中典型的至多1wt%的碳含量的6倍,并且没有碳损失、结块或粘结。由于碳的结块和粘结以及氧化铅和碳的固有密度差异,在超过1wt%的水平下非常难以获得均匀的碳的间歇混合。
可以将反应器温度精密地控制在高温水平下来提供期望的用作固化过程中晶种的四碱式硫酸铅(4PbO-PbSO4)的量。四碱式硫酸铅在快速混合和高温条件下的过程中的形成和存在消除了对添加昂贵的添加剂的需要,同时减少了后续固化时间。如果需要的话,四碱式硫酸铅可以作为晶种与氧化铅进料一起添加。
控制接收加压冷却水的顶部水夹套30和32以及底部水夹套34和36,以使混合物在经过反应器混合器10期间维持在一定的温度,从而使膏的出料温度为高于60℃至80℃,优选约68℃至79℃。所述过程的操作温度通常在5秒钟内达到约68℃至69℃,并且保持在68℃至69℃直至膏出料并施用到电池板栅电极上。已经发现,高于70℃的温度引起伴随四碱式硫酸铅晶体结构(如果需要的话,其作为晶种来加速电池极板的固化过程)生长和形成的放热反应。
现在将参考下面的示例性试验来描述本发明的方法。
内直径为5″和筒内部长度为37.13″的筒式反应器混合器具有沿轴向安装在其中的轴16,该轴16在正向进料螺杆段18中具有2.00″直径的进料螺杆和安装在轴18上的用0.03″间隔物轴向隔开的1.00英寸桨F、H和RH。28个桨(分成6个螺旋桨和21个扁平桨)、28个间隔物和4个螺杆的组合体总长为36.88″。
所述桨以150RPM旋转30秒(在反应器混合器中的保留时间),并获得约125磅/分钟的产量。较慢的速度(例如75RPM)导致局部加热而产生不期望的小颗粒。
以均匀的速率将平均颗粒尺寸为约1微米的粒状氧化铅进料到进料口12中。尽管固体进料在本文中称为氧化铅,但是氧化铅进料可以包含至多25至30wt%的金属铅,余量基本上是氧化铅,并含有少量惰性纤维以增强膏。以约12磅水/100磅氧化铅的量将水进料到反应器混合器10的入口12处。以13磅/100磅氧化铅进料的量添加比重为1.325的硫酸。该成分通过正向进料螺杆输送到反应器混合器10中,以在控制的温度条件下将氧化铅与水和硫酸均质混合约30秒的预定反应器中的保留时间,从而获得温度平衡的最佳晶体尺寸和结构。对最终出料的膏产物的监控显示没有温度变化,这表明化学反应已经完成。
在约68℃的平均温度出料的膏产物被施用到通过美国专利No.6,884,439公开的方法制造的发泡铅板栅(expanded lead grid),并且在40℃、在100%、80%和50%的各个相对湿度下分别固化24小时(共计固化72小时)。
以1.2安/极板(200%的阳极膏的理论容量)成型涂膏极板约30小时。
以100%的放电深度使所形成的极板循环30次,其中每次放电之后再充电至前次放电的115%(安培小时)。极板的容量与市购极板的相当,在最初的几次循环期间的容量范围是48%至52%。循环30次的容量仍有45%至48%,这对市购极板来说已经被认为是非常好的性能。循环30次时,尽管容量仍然非常良好,但是仍然取下极板进行检查。对膏与板栅的粘附的评价为优异,即具有强的结合。球粒仍然坚固并且抗破碎,这是良好的指示,即该极板还要循环多次才可能失效。
下面提供了常规间歇方法制备的膏与本发明方法制备的膏的形态学比较。
图3示出取自商用电池极板的未成型阳极活性材料的显微图。关于膏的术语“成型”是电池工业中公知的。它是指将固化的极板暴露于酸来化学形成PbO2的成型过程。本文所用的术语“未成型的”是指还未暴露于电池酸的膏。显微图表明未成型的活性材料的主要化合物是三碱式硫酸铅(3PbO.PbSO4H2O)和红色氧化铅。还观察到一些残留的金属铅颗粒。可以看见几个大的四碱式硫酸铅晶体,并且显微图显示三碱式硫酸铅晶体生长良好,尺寸为约1x3μ,表明该极板已经固化良好。
参考图4,它是根据本发明的但是在只有75RPM的转速和约60秒的保留时间下制备的膏(膏No.1)的显微图,其中可以看到许多发亮的金属颗粒,这表明膏还没有被完全氧化。与商用电池极板中的膏相比,三碱式晶体相对较小。非常高百分比的活性材料为亚微米颗粒和无定形物质的形式。
膏的X射线衍射图证实了活性材料包含红色氧化铅、三碱式硫酸盐和金属铅。它还表明,未成型的活性材料包含一些碳酸铅化合物。
过量的金属铅和小的生长不完全的三碱式硫酸铅晶体可能是75RPM下混合不充分的结果。这种膏在商业上被认为是无用的。
参考图5,它是在100RPM的混合速度和45秒保留时间下根据本发明制备的膏(膏No.2)的显微图,三碱式硫酸铅晶体看上去比图4所示的更大,并且更多。
图6的显微图是在150RPM的混合速度和30秒保留时间下根据本发明制备的膏(膏No.3)的显微图,其表明该极板中的活性材料与图5所示极板中的活性材料几乎相同。然而,对该膏的游离铅分析显示游离铅含量比100RPM下制备的材料低约0.5%,这是更为期望的。
结果表明,图5和6中的两种未成型活性材料与图3中来自商用电池的未成型活性材料相当。
在本发明的方法中,在混合与输送比率为75:25、出料温度为79℃且速度为150RPM和30秒保留时间的条件下,以用量为氧化铅的4wt%和6wt%的石墨粉来添加碳,得到了下表1中示出的碳分布分析,其中碳百分比是基于膏重量测量的,所述膏包含水、酸、纤维和氧化铅,且目标碳只基于氧化铅的重量。从每个4%和6%的试验中取10个2克的样品,并且利用ASTM-E1019试验方法独立地评价。来自两个试验的测试样品的碳浓度表明它们是混合良好的膏。图9和10是碳浓度分布与3西格玛正态分布的比较图。这些结果表明了非常紧密的分布,通过推断,该紧密分布意味着与间歇方法制备的电池膏相比,连续制备的电池膏通过连续式方法混合地充分且均匀。至多为氧化铅6wt%水平的碳的彻底而均匀的混合(迄今在间歇方法中超过氧化铅的约1wt%都是不可能的)表明包括四碱式硫酸铅晶种、增强纤维和膨胀剂的其它添加剂都彻底混合了。
表1
 
样品 目标:氧化物的4wt%的碳测量的碳% 目标:氧化物的6wt%的碳测量的碳%
1 3.29 5.82
2 3.33 5.18
3 3.24 5.26
4 3.52 5.15
5 3.21 5.26
6 3.28 5.10
7 3.20 5.09
8 3.32 5.20
9 3.38 5.05
10 3.27 5.15
平均值 3.30(氧化物的约4.0%) 5.23(氧化物的约6.3%)
长度为1/8英寸的聚丙烯纤维和长度为3/16英寸的改性聚丙烯腈纤维以氧化铅的0.3wt%的量与氧化铅膏混合。图7示出0.3wt%的聚丙烯纤维的均匀分布,图8示出0.3wt%的改性聚丙烯腈纤维的均匀分布。
本发明的连续式方法允许各种长度增加的、具有不同纤维直径和浓度增加的纤维均匀分布,以适合应用。纤维在膏混合中的均匀分布避免了可能导致代价高昂的停机的纤维结块,同时增强了电池极板的强度和寿命。
用于连续制备电池膏的本发明方法和装置提供了与间歇方法相比重要的优点。间歇法由于在处理期间以水含量的3至5wt%的量蒸发导致丧失水分,这对于游离铅含量和膏的粘度和剪切都有不利影响,而在密闭体系中具有稳态操作条件的连续式混合过程则没有水分丧失,将环境问题降至最低。与通常通过间歇方法得到的差的分散相比,为了改善膏粘着和强度而添加的惰性纤维分散良好。成分的均匀分布(如通过碳分布图表所证实的)避免了纤维的聚集,基本上消除了可能引起高成本的生产线停机的涂膏问题。可以使用加宽的纤维束,从而允许使用成本较低的产品,例如具有适于期望应用的不同直径、长度和浓度的玻璃纤维和聚丙烯纤维。碳粉末可以以至多为氧化铅的6wt%的高浓度与氧化铅均匀地混合。通常在间歇混合器容器边缘出现的干燥铅膏块的形成在本发明的连续式反应器混合器中被减至最小或消除,从而避免了膏中的干燥区且有助于混合器的定期维护和清洁。连续的膏方法会将结块或硬皮材料破碎成小片,其小于该过程的混合部分内的混合凸轮、桨和剪切结合环(shear binder ring)的0.060英寸(1.52mm)的空隙。连续的膏方法中的这种材料结块和硬皮破碎的调节减少了随后的涂膏操作中的故障率和停机时间,特别是用在固定节流孔、钢带和金属滚筒涂膏机中时如此,并且基本上消除了扁平带型涂膏机中的超大尺寸材料堵塞。通过在可调节的混合和剪切条件以及温度参数下连续混合均匀膏来控制硫酸铅的均匀晶体生长和晶体结构,得到了晶体尺寸为2至5微米的基本为三碱式形式的硫酸铅,其含有约3至5wt%的金属铅和控制量的四碱式硫酸铅,同时具有用于更好地填充板栅的一致水含量,增强的板栅与活性材料的粘附强度和极板的附着强度,减少的膏破裂,和通过体积多孔性和孔径控制的更高的反应性表面。
与在较低温度范围内运行的常规间歇混合中的20分钟相比,膏产品迅速达到温度平衡,同时化学反应和晶体生长在通过反应器混合器期间的30至45秒的反应时间内完成,从而实现较低的维护、能量和操作成本。
用在标准生产线上连续制备的出口温度为79℃的膏涂膏的电池极板制造的SLI电池已经符合或超过了冷启动电流试验和备用容量(ColdCrank Amp Tests and Reserve Capacity)的工业标准。对组65电池的热J240循环试验超过3000个循环。在5个备用容量100%放电深度的循环之后,没有观察到容量损失。
应该理解,本发明的其它实施方案和实施例对本领域技术人员来说是显而易见的,本发明的范围和界限在所附权利要求中限定。

Claims (17)

1.一种用于在连续生产涂膏电池极板的过程中连续生产电池膏的方法,所述方法包括:向具有串联的多个混合桨和输送桨的细长型反应器混合器中供应粒状氧化铅,将水和硫酸按顺序连续注入到所述反应器混合器中的所述氧化铅中,使所述硫酸和所述润湿的粒状氧化铅混合并反应形成混合物,所述混合物在预定的混合和输送条件下、在所述反应器混合器中持续受控保留时间条件下穿过所述细长型反应器混合器,由此使所述混合物在所述反应器混合器中经历的混合与输送比为65∶35至80∶20,并且在氧化铅、水和硫酸的所述混合物沿着所述反应器混合器的长度穿过所述反应器混合器时控制它的温度,使得出料产物的最大出口温度为60℃至80℃,由此控制用于生产硫酸铅的所述硫酸与所述氧化铅的反应的速率和反应产物的颗粒尺寸、均匀性、一致性、密度、塑性和多孔性。
2.权利要求1所述的方法,其中所述混合物在所述反应器混合器中经历的混合与输送比为75∶25,其中所述出料产物的温度为68℃至79℃;其中在所述反应器混合器中的受控保留时间为30秒至45秒;并且其中所述反应器混合器在100至150RPM的范围内运行。
3.权利要求1或2所述的方法,其中选自聚丙烯纤维、改性聚丙烯腈纤维、玻璃纤维或纤维素纤维的增强纤维以所述氧化铅的至多0.6wt%的量与所述氧化铅一起添加并均匀分散在所述膏内,由此增加膏的强度和与板栅金属的粘附。
4.权利要求1或2所述的方法,其中聚合物增强纤维以所述氧化铅的至多0.6wt%的量与所述氧化铅一起添加并均匀分散在所述膏内。
5.权利要求1或2所述的方法,其中活性碳粉、石墨粉、石墨片或石墨球中的至少一种以所述氧化铅的至多6wt%的量添加并均匀分散在所述膏中。
6.权利要求1或2所述的方法,其中碳粉以所述氧化铅的至多6wt%的量添加并均匀分散在所述膏中。
7.权利要求1或2所述的方法,其中控制所述温度以提供68~69℃的所述出料产物的出口温度。
8.权利要求1或2所述的方法,其中控制所述温度以提供70℃至79℃的所述排出产物的出口温度,以形成并生长四碱式硫酸铅,使得所述出料产物包含四碱式硫酸铅晶体。
9.权利要求1或2所述的方法,其中当所述混合物以30秒的保留时间、以150RPM通过所述反应器混合器时,控制所述混合物的温度以产生79℃的所述出料产物的出口温度。
10.权利要求1或2所述的方法,还包括用四碱式硫酸铅使所述粒状氧化铅进料接晶种,使得所述出料产物包含四碱式硫酸铅晶体。
11.权利要求7所述的方法,还包括将反应电池膏产物连续施用到电池板栅。
12.一种通过权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法连续生产的电池膏,所述电池膏具有小于1.52mm的最大颗粒尺寸和2至5微米尺寸范围内的基本为三碱式形式的硫酸铅晶体。
13.一种通过权利要求1、8、9或10所述的方法连续生产的电池膏,所述电池膏具有小于1.52mm的最大颗粒尺寸和2至5微米尺寸范围内的具有受控量四碱式硫酸铅的硫酸铅晶体。
14.权利要求12或13所述的电池膏,其中所述电池膏包括聚丙烯纤维、改性聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、纤维素纤维、活性碳粉、石墨粉、石墨片或石墨球,并且它们均具有为3西格玛正态分布的均匀性分布。
15.权利要求12或13所述的电池膏,其中所述电池膏包括聚合物纤维和碳粉,并且它们均具有为3西格玛正态分布的均匀性分布。
16.一种具有通过权利要求12、13、14或15所述连续生产的电池膏所涂膏的多个电池电极的铅酸电池。
17.一种用于连续生产电池极板用膏的反应器混合器,所述反应器混合器包括在一端上具有用于接收粒状氧化铅进料的进料口和在相反端上具有用于连续排出铅膏的排料口的细长型外壳、可旋转地安装在所述外壳中、从所述进料口延伸到所述排料口并在100到150RPM的范围内旋转的一对对置轴、在各个轴上形成的用于将氧化铅进料向前输送到所述反应器混合器中的正向螺杆段和在各个轴上形成的从所述正向螺杆段延伸到所述排料口的混合段,每个所述混合段包括串联的多个混合桨和输送桨,混合桨与输送桨之比为65∶35至80∶20,所述混合桨和输送桨具有1.52mm的间隙,用于使所述膏在所述壳内以30到45秒的保留时间前进沿径向横过以及穿过所述外壳到达所述排料口并同时将粒状氧化铅进料的尺寸减小至小于1.52mm的尺寸。
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