CN105428605A - 一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺 - Google Patents

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Abstract

一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，所述固化工艺包括温度45-48℃，湿度100%，固化时间2-3h；温度55-60℃，湿度100%，固化时间2-4h；温度55-60℃，固化时间10-12h；温度65-70℃，固化时间10-12h；在负极板放入固化室前用0.91-1.55g/cm3的酸淋在负极板表面。本发明固化工艺，制造成的极板，固化时间短，提高负极板强度，组装成电池，电池耐浮充寿命明显提高，电池初期容量高，使用寿命在5年以上，是铅酸蓄电池理想的固化方式。

Description

一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺
技术领域
本发明涉及蓄电池领域，具体涉及一种缩短固化时间、提高负极板强度、提高铅酸蓄电池使用寿命的铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺。
背景技术
铅酸电池(Lead-acidbattery)电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。自法国人普兰特(G.Plante)于1859年发明铅酸蓄电池，已经历了近150年的发展历程，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。近年来，随着城市化的加速和城市范围的扩大，交通流量剧增。虽然汽车等交通工具发展迅速，但受到使用价格相对昂贵和油价上涨等因素的影响，使电动自行车以其轻捷、方便、价格低廉等优势，在国内市场深受广大消费者的欢迎。铅酸蓄电池因性价比高、功率特性好，自放电小，价格便宜，近年来在电动自行车中又得到了应用。
在蓄电池生产中，固化是非常关键的一个环节。板栅上刚涂填新鲜的极板仍然很软很粘，必须进行极板表面快速干燥，然后板间互不粘连，叠片进入一个缓慢干燥过程，在这一过程中将通过湿度、温度等的控制生成固化极板(生极板)的组成物质(PbO、PbSO4、PbO·PbSO4、3PbO·PbSO4·H2O、4PbO·PbSO4·H2O)，这样得到的极板力学性能好、强度高，这一强化过程叫作“固化”。目前极板固化时间较长，一般要达到60多个小时，时间长，能耗高；在后续操作过程中容易脱粉，给职业防护造成一定的难度和设备要求、现场操作难度的加大。
铅酸蓄电池内化成从简化操作工艺步骤和节约能耗、减少排放的角度来看值得推广，而制定合理的电池内化成生产工艺，是做好电池内化成的关键。内化成铅酸蓄电池生产制造技术发展至今，其化成工艺至今大多仍沿用传统的多阶段直流化成方式，电池化成效率低，生产周期长，也有少数厂家采用脉冲技术，即正负脉冲或间歇脉冲化成，但至今未得到推广。对于内化成铅酸蓄电池，由于铅钙合金的特性，为保证其循环寿命，组装工艺要保证绝对的紧装配，由此导致电池内部的极板、隔板吸酸饱和度都相对较低，在此贫液状态下化成，内阻较高，不利于电解液和温度的扩散，电池化成难度大、效率低、化成周期长，而长时间的高电压充电化成加剧了板栅的腐蚀，缩短了电池的使用寿命。
目前，根据环保部对铅酸蓄电池行业要求，内化成加工蓄电池方式为未来行业的方向。通讯用铅酸蓄电池主要应用在移动通讯基站、电信、UPS、开关电源等领域。电池使用寿命大都在3年左右，通讯用铅酸蓄电池用户使用两年左右就需更换。作为蓄电池极板固化方式及固化效果，对蓄电池的性能影响极大。采用不良的固化方式，将带来极板PCL(早期容量损失)。给市场需求带来很大的技术障碍。
中国专利公开号CN101459258A，公开日2009年6月17日，名称为铅酸蓄电池内化成反充电化成工艺，该申请案公开了一种铅酸蓄电池内化成反充电化成工艺，包括铅酸蓄电池的灌酸或灌胶步骤及充电步骤，在灌酸或灌胶步骤完成后及充电步骤前，对电池进行反向充电。其不足之处在于，该方法虽然会提高板栅与活性物质之间的导电性，但是电池循环使用寿命低。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有铅酸蓄电池负极板固化时间长，铅酸蓄电池使用寿命较低的缺陷而提供一种缩短固化时间、提高负极板强度、提高铅酸蓄电池使用寿命的铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，所述固化工艺包括以下步骤：
1)温度45-48℃，湿度100％，固化时间2-3h；
2)温度55-60℃，湿度100％，固化时间2-4h；
3)温度55-60℃，固化时间10-12h；
4)温度65-70℃，固化时间10-12h；在负极板放入固化室前用0.91-1.55g/cm3的酸淋在负极板表面。在本技术方案中，本发明应用硫酸作为铅酸蓄电池负极板淋酸，在负极板表面形成一层均匀的硫酸铅结晶层，减少了铅粉的脱落，简化了工艺，缩短了固化时间,只要一天时间就能固化干燥好，而且又能达到技术指标要求。
该方案的目的是将极板水分充分与铅膏接触，使板栅与铅膏之间形成稳定的网络结构，对极板的强度起到非常关键的作用；以提高室内湿度为首要内容，与室温更加接近，提高电池的循环寿命。
作为优选，在负极板放入固化室前用1.08-1.3g/cm3的硫酸淋在负极板表面。
作为优选，步骤1)中，在固化时间达到1h后通入含有臭氧的水蒸气。
作为优选，通入含质量分数为0.01％-0.07％含臭氧的水蒸气。
作为优选，极板在涂板后，入固化室前，停留在室外时间≤15min，负铅膏含水率控制在≥90g/kg铅膏。
作为优选，固化后负极板铅膏游离铅含量≤4％。
作为优选，步骤2)中，在固化时间达到1h后含质量分数为0.7％-1.2％含臭氧的水蒸气。
作为优选，水蒸气通入速度为0.9-1.1L/h。
本发明的有益效果是通过本发明固化工艺，制造成的极板，固化时间短，提高负极板强度，组装成电池，电池耐浮充寿命明显提高，电池初期容量高，使用寿命在5年以上，是铅酸蓄电池理想的固化方式。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，所述固化工艺包括以下步骤：
1)温度45℃，湿度100％，固化时间2h；在固化时间达到1h后通入含质量分数为0.01％含臭氧的水蒸气；水蒸气通入速度为0.9L/h；
2)温度55℃，湿度100％，固化时间2h；在固化时间达到1h后含质量分数为0.7％含臭氧的水蒸气；水蒸气通入速度为0.9L/h；
3)温度55℃，固化时间10h；
4)温度65℃，固化时间10h；在负极板放入固化室前用1.08g/cm3的硫酸淋在负极板表面；极板在涂板后，入固化室前，停留在室外时间≤15min，负铅膏含水率控制在≥90g/kg铅膏；固化后负极板铅膏游离铅含量≤4％。
实施例2
一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，所述固化工艺包括以下步骤：
1)温度46℃，湿度100％，固化时间2.5h；在固化时间达到1h后通入含质量分数为0.05％含臭氧的水蒸气；水蒸气通入速度为1L/h；
2)温度58℃，湿度100％，固化时间3h；在固化时间达到1h后含质量分数为1％含臭氧的水蒸气；水蒸气通入速度为1L/h；
3)温度58℃，固化时间11h；
4)温度67℃，固化时间101h；在负极板放入固化室前用1.25g/cm3的硫酸淋在负极板表面；极板在涂板后，入固化室前，停留在室外时间≤15min，负铅膏含水率控制在≥90g/kg铅膏；固化后负极板铅膏游离铅含量≤4％。
实施例3
一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，所述固化工艺包括以下步骤：
1)温度48℃，湿度100％，固化时间3h；在固化时间达到1h后通入含质量分数为0.07％含臭氧的水蒸气；水蒸气通入速度为1.1L/h；
2)温度60℃，湿度100％，固化时间4h；在固化时间达到1h后含质量分数为1.2％含臭氧的水蒸气；水蒸气通入速度为1.1L/h；
3)温度60℃，固化时间12h；
4)温度70℃，固化时间12h；在负极板放入固化室前用1.3g/cm3的硫酸淋在负极板表面；极板在涂板后，入固化室前，停留在室外时间≤15min，负铅膏含水率控制在≥90g/kg铅膏；固化后负极板铅膏游离铅含量≤4％。
对比例1，根据传统极板固化工艺制备的极板。
将实施例1-3得到的极板与对比例1得到的极板经现有工艺组装成电池，对其进行检测，检测结果如下：(以6-FM-100为例)
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
初始容量 107AH 106AH 105AH 100AH
过充电寿命 230天 240天 245天 100天
注:按照YDT799-2010《通信用阀控式铅酸蓄电池》过充电寿命标准：每30天折合寿命为1年。实例1-3折合寿命在6-7年。

Claims (8)

1.一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，所述固化工艺包括以下步骤：
1）温度45-48℃，湿度100%，固化时间2-3h；
2）温度55-60℃，湿度100%，固化时间2-4h；
3）温度55-60℃，固化时间10-12h；
4）温度65-70℃，固化时间10-12h；在负极板放入固化室前用0.91-1.55g/cm3的酸淋在负极板表面。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，在负极板放入固化室前用1.08-1.3g/cm3的硫酸淋在负极板表面。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，步骤1）中，在固化时间达到1h后通入含有臭氧的水蒸气。
4.根据权利要求3所述的一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，通入含质量分数为0.01%-0.07%含臭氧的水蒸气。
5.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，极板在涂板后，入固化室前，停留在室外时间≤15min，负铅膏含水率控制在≥90g/kg铅膏。
6.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，固化后负极板铅膏游离铅含量≤4%。
7.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，步骤2）中，在固化时间达到1h后含质量分数为0.7%-1.2%含臭氧的水蒸气。
8.根据权利要求3或4或7所述的一种铅酸蓄电池负极板减少固化时间的工艺，其特征在于，水蒸气通入速度为0.9-1.1L/h。
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