CN103151499B

CN103151499B - 一种内化成极板固化工艺

Info

Publication number: CN103151499B
Application number: CN201310036949.2A
Authority: CN
Inventors: 周明明; 张森; 赵文超
Original assignee: Chaowei Power Supply Co Ltd
Current assignee: JIANGXI XINWEI POWER ENERGY TECHNOLOGY CO LTD; Chaowei Power Group Co Ltd
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2033-01-29
Also published as: CN103151499A

Abstract

本发明公开了一种内化成极板固化工艺，其包括如下步骤：正极板固化工艺：1）固化第1阶段，温度35-38℃，湿度98-99%，时间1-4h，风机频率20%；2）固化第2阶段，温度40-45℃，湿度98-100%，时间24h，风机频率35%；3）固化第3阶段，温度55℃，湿度90%，时间16h，风机频率45%；4）干燥第1阶段，温度65℃，湿度60-65%，时间10h，风机频率80%；5）干燥第2阶段，温度70℃，湿度10%，时间16h，风机频率100%；本发明优化了不同固化阶段温度、相对湿度、时间控制、循环风量的匹配关系，保证了铅膏骨架的建立及板栅表面的均匀腐蚀。

Description

一种内化成极板固化工艺

技术领域

本发明涉及一种内化成极板固化工艺。

背景技术

生极板固化是铅酸蓄电池生产过程中的一个十分重要的工序。生极板在固化的过程中，金属铅进一步氧化生成氧化铅的同时也形成三碱式硫酸铅和一定比例的四碱式硫酸铅，固化完成的极板在板栅表面腐蚀成氧化铅，增强了栅筋与活性物质的结合能力,因此,控制好固化室温度、相对湿度以及固化时间是尤为关键的。

由于生极板固化是一个蒸发水份的传递过程，在这个过程中既有物理变化又有化学变化，而且随着传递过程的进行不允许破坏胶体网状结构出现龟裂。与此同时必须保证此铅膏胶体水份蒸发完毕之前很好地完成金属铅（游离铅及板栅筋条表面的铅）的氧化和各种碱式硫酸铅的再结晶过程。因此固化工序所期望达到的目的，必须优化固化工艺的温度、湿度及固化时间等参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供提供一种内化成极板固化工艺，该工艺固化后的极板有着良好的强度，其各阶段水分、金属铅含量数据曲线平稳降低，有效改善了后期金属铅突降的现象。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种内化成极板固化工艺，其特征在于包括如下步骤：

A正极板固化工艺：

1）固化第1阶段，温度35-38℃，湿度98-99%，时间1-4h；

2））固化第2阶段，温度40-45℃，湿度98-100%，时间24h；

3）固化第3阶段，温度55℃，湿度90%，时间16h；

4）干燥第1阶段，温度65℃，湿度60-65%，时间10h；

5））干燥第2阶段，温度70℃，湿度10%，时间16h；

B负极板固化工艺：

1）固化第1阶段，温度35-38℃，湿度98-100%，时间1-4h；

2）固化第2阶段，温度40-45℃，湿度97-99%，时间24h；

3）固化第3阶段，温度55℃，湿度90%，时间16h；

4）干燥第1阶段，温度60℃，湿度60-65%，时间12h%；

5）干燥第2阶段，温度70℃，湿度≤10%，时间18h。

作为优选，在固化开始前，预先将固化室地面用水淋湿以免极板固化前失水加快。

作为优选，所述极板为厚度≤3mm的内化成生极板。

作为优选，正极板及负极板在固化第3阶段，使生极板活物质内部水份降到8％，将固化第3阶段参数确定为：环境温度：55℃，相对湿度控制在90%，固化时间在16h。

作为优选，正极板及负极板在干燥的第2阶段，控制含水量在：正极板≤0.3%；负极板≤0.5%，工艺设定温度在70℃，干燥时间正极板为15h，负极板为18h。

本发明优化了不同固化阶段温度、相对湿度、时间控制、循环风量的匹配关系，保证了铅膏骨架的建立及板栅表面的均匀腐蚀。

总之，本发明解决了板栅的表面腐蚀层与铅膏的结合力，（由于板栅真实表面积所占生极板整体真实表面积的比例太少，又居于中部。在生极板内部含水较多时，活性物质中的毛细管和孔隙被水充满，阻碍环境中氧的溶解速度，氧含量减少，减慢氧的扩散速度．相应地就减缓了板栅表面铅的氧化腐蚀速度）。

通过以上工艺的合理匹配，得到了理想的3BS、4BS含量，该工艺固化后的极板理化分析数据稳定在:金属铅-正极板≤2%;负极板≤4%，含水量:正板≤0.3%;负板≤0.5%。综合性能较好。既保证了电池的初容量，更加保证了电池的一致性及循环寿命。本发明工艺操作简单、便于实际操作。

具体实施方式

首先对生极板固化机理说明：

极板的固化是指涂膏后的生极板，经过表面淋酸后，在铅膏表面形成一薄层硫酸铅胶凝的网状结构，在固化伊始，铅膏含水量大约在10%左右,铅膏粒子相对松散，为了保证铅膏的固化效果，要求在固化阶段前期极板的失水量不超过极板总质量的3%。同时促使固化室内空气强制循环，保证室内各部位温度及湿度均匀一致。在特定的温度和湿度的环境中，使极板中的水份按照一定速度蒸发，增加极板硬度及机械强度，并保证生极板不出现龟裂。

生极板的固化效果好与坏与生极板所含水份的失水速度有着直接关系。因此在确定固化工艺参数过程中，既要兼顾环境温度和相对湿度对水份蒸发、游离铅的氧化和板栅表面腐蚀的影响，又要依据生极板的厚度及相关特性，水份蒸发的这个物理过程中，由于水份分散在网状结构的孔隙里，因而它从生极板的铅膏内部向外扩散。为了防止水份的蒸发破坏生极板表面的胶凝网状结构，这样就必须控制环境温度和相对湿度，保证生极板表面水份蒸发速度与生极板内部的水份扩散速度相匹配。最终完成活性物质的重结晶-氧化-干燥的过程及在板栅表面建立腐蚀层,得到合格、理想的极板。

本发明内化成极板加压固化工艺具体内容如下：

1.为了保证温度及相对湿度不超出工艺参数范围，必须预先将地面用水淋湿,以免极板前期失水加快;

2.固化的第1-2阶段,主要起到高的恒温、保湿效果,以促进活性物质重结晶的结构重建,为控制生极板表面与内部温度及保证生极板活物质内部水份扩散速度略小于表面水份的汽化速度必须采取中温高湿的固化工艺，总时间控制在25-30h左右,同时,循环风机的频率不易过高,可以均匀保温、保湿即可.

3.固化第3阶段,使生极板活物质内部水份降到8％左右，从而尽快地达到游离铅氧化和板栅表面腐蚀的最佳条件。生极板活物质含水量在7～9%，才开始有明显的氧化。利用这一特点，尽可能地延长此条件下的时间，经过多次试验，将固化工艺的3阶段参数确定为：环境温度55：℃,相对湿度控制在90%：固化时间在16h，

4.干燥第1阶段为游离铅氧化最激烈最完全的过程，当生极板活物质含水量在2-5%时，生极板表面汽化速度加速，使生极板快速失水，活性物质中的毛细管和孔隙被打通，大量的氧可进入空隙内参与反应，由于铅的氧化释放出太量的热，势必导致生极板活物质问温度及相对温度梯度，形成热传导，加剧生极板表面的汽化速度，在固化过程中，我们除去的生极板的水份绝大部分都是以物理状态通过表面张力存在于铅膏内部的渗合水，很小部分是介于物理及化学状态之间处于微电荷作用下的吸附水。此阶段的循环风量也是制导氧化速率的关键。

5.在干燥的第2阶段，为生极板完全脱水的过程，也是铅膏中3BS转换成4BS的关键阶段，因此，其温度、风量大小、时间控制是关键的三要素，要控制含水量在:正板≤0.3%;负板≤0.5%,得到较好结构的活性物质,工艺设定温度在70℃，铅膏中一部分以结晶水的形式存在于碱式硫酸盐内部，所以在拟定工艺参数过程中必须考虑到这部分水量，因此干燥时间应在正极板为15h，负极板为18h。

具体可将固化工艺参数总结如下表:

Claims

1.一种内化成极板固化工艺，其特征在于包括如下步骤：

A正极板固化工艺：

1）固化第1阶段，温度35-38℃，湿度98-99%，时间1-4h；

2）固化第2阶段，温度40-45℃，湿度98-100%，时间24h；

3）固化第3阶段，温度55℃，湿度90%，时间16h；

4）干燥第1阶段，温度65℃，湿度60-65%，时间10h；

5）干燥第2阶段，温度70℃，湿度10%，时间16h；

B负极板固化工艺：

1）固化第1阶段，温度35-38℃，湿度98-100%，时间1-4h；

2）固化第2阶段，温度40-45℃，湿度97-99%，时间24h；

3）固化第3阶段，温度55℃，湿度90%，时间16h；

4）干燥第1阶段，温度60℃，湿度60-65%，时间12h；

5）干燥第2阶段，温度70℃，湿度≤10%，时间18h。

2.根据权利要求1所述的内化成极板固化工艺，其特征在于：在固化开始前，预先将固化室地面用水淋湿以免极板固化前失水加快。

3.根据权利要求1所述的内化成极板固化工艺，其特征在于：所述极板为厚度≤3mm的内化成生极板。

4.根据权利要求1所述的内化成极板固化工艺，其特征在于：正极板及负极板在固化第3阶段，使生极板活性物质内部水份降到8％，将固化第3阶段参数确定为：环境温度：55℃，相对湿度控制在90%，固化时间在16h。