CN109742330B - 一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺，将极板涂板后送入固化室后需要经过以下两个阶段，第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段、第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段。本发明动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺生产的动力铅酸蓄电池极板中4BS含量较高，铅膏颗粒之间相互交联在一起，形成坚固的不间断多孔物质骨架，该多孔骨架又与板栅紧密结合在一起。不仅可以有效地提高动力铅酸蓄电池的活性物质结合问题、而且可以大大提高极板之间的一致性，从而解决其动力铅酸蓄电池整组使用循环寿命短的问题；还可以缩短电池生产周期，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及动力铅酸蓄电池生产制造技术领域，尤其涉及一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺。
背景技术
特殊工序(过程)指上一工序(过程)完成后，不能或难以由后续检测、监控加以验证的作业工序(过程)。然而在铅酸蓄电池制造过程中，有一道特殊工序，即固化。极板的固化是指涂好膏的极板在一定的温度、湿度及时间等条件下，在铅膏胶凝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。
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，极板固化过程形成固化铅膏的基本骨架(强硬的多孔物质)。铅膏中的小晶体颗粒发生溶解，大晶体颗粒长大。此同时必须保证此铅膏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。极板固化的好坏直接影响电池性能指标、使用寿命。
极板固化分为二个阶段，其中第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段、第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段。固化阶段主要完成：(1)游离铅的氧化，提高活性物质的容量；(2)板栅筋条表面铅的氧化，增加板栅筋与活性物质之间的结合力；(3)碱式硫酸铅的再结晶，提高极板的强度。干燥阶段主要完成极板的干燥，增强极板强度和形成多孔电极。
如果没有很好的固化干燥工序的工艺技术，生产过程控制不好则固化的极板活性物质将不能生产出最佳比例的3BS(三碱式硫酸铅)与4BS(四碱式硫酸铅)混合物。而且随着市场的竞争加剧，生产成本的不断压缩，减少生产周期是迫在眉睫的事情。极板在固化室中固化干燥过程合计时间3天，若固化工艺不合理将出现极板早期容量衰减，正板软化、疏松，活性物质利用率呈现无规则变化等缺陷，影响电池寿命；而且加长生产周期。
针对这一问题，许多厂家在研究各种固化工艺技术，但是固化工艺在实际生产过程中，生产制造的极板存在活性物质结合强度不高，极板固化效果一致性差，不适用于动力铅酸蓄电池整组使用的要求，所生产制造的动力铅酸铅酸蓄电池存在使用寿命短的问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺，不仅可以有效地提高动力铅酸蓄电池的活性物质结合问题、而且可以大大提高极板之间的一致性，从而解决其动力铅酸蓄电池整组使用循环寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺，其特征在于，将极板涂板后送入固化室后需要经过以下两个阶段，第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段、第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段；
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段组成：
(1)将固化温度设置为45-55℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(2)将固化温度设置为55-65℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(3)将固化温度设置为60-70℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为4-8h；
(4)将固化温度设置为76-82℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为10-16h；
(5)将固化温度设置为60-70℃、固化室室内的相对湿度设置为90％，固化时间设置为1-6h；
(6)将固化温度设置为55-65℃、固化室室内的相对湿度设置为80％，固化时间设置为3-6h；
(7)将固化温度设置为55-65℃、固化室室内的相对湿度设置为70％，固化时间设置为6-12h；
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段合计时间为32-38h。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段组成：
(1)将固化温度设置为60-65℃、固化室室内的相对湿度设置为40％，固化时间设置为1h。
(2)将固化温度设置为60-65℃、固化室室内的相对湿度设置为20％，固化时间设置为1h
(3)将固化温度设置为70-75℃、固化室室内的相对湿度设置为10％，固化时间设置为9h。
(4)将固化温度设置为70-75℃、固化室室内的相对湿度设置为5％，固化时间设置为3-6h。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段合计时间为10-14h。
进一步地，所述极板涂板后进入固化室的时间控制在15-20min。
进一步地，所述极板在进固化室之前，在固化室的墙壁、地面喷水，所用的水为去离子水，电导率小于2us/cm。
进一步地，所述极板涂板在进固化室阶段，采用高压雾化水加湿，蒸汽加湿，循环风机高速运转，使得整个固化室内保持高湿度。
进一步地，所述极板在固化架上为挂片式，确保相邻生极板之间具有间隙。
有益效果：本发明动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺生产的动力铅酸蓄电池极板中4BS含量较高，铅膏颗粒之间相互交联在一起，形成坚固的不间断多孔物质骨架，该多孔骨架又与板栅紧密结合在一起。不仅可以有效地提高动力铅酸蓄电池的活性物质结合问题、而且可以大大提高极板之间的一致性，从而解决其动力铅酸蓄电池整组使用循环寿命短的问题。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
实施例1
一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺，包括以下两个阶段：第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段、第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段。其中：
第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段：
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段组成：
(1)将固化温度设置为45℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(2)将固化温度设置为55℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(3)将固化温度设置为60℃、固化室室内的相对湿度设置为100
％，固化时间设置为4-8h；
(4)将固化温度设置为76℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为8-12h；
(5)将固化温度设置为60℃、固化室室内的相对湿度设置为90％，固化时间设置为1-6h；
(6)将固化温度设置为55℃、固化室室内的相对湿度设置为80％，固化时间设置为3-6h；
(7)将固化温度设置为55℃、固化室室内的相对湿度设置为70％，固化时间设置为6-12h；
第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段，步骤(1)为初始步骤，采用低温高湿的条件，循环风机转速≤20％，主要为了防止生极板失水太快，造成极板表面开裂。
步骤(2)-(4)为升温步骤，循环风机转速逐步加大，可以加快极板的失水，使得极板水分控制在8％左右，可以提高极板活性物质的结晶能力。
步骤(5)-(7)是降温降降湿步骤，此时要往固化室中加入氧气，加大游离铅的氧化结晶过程，使得活性物质中生成更多四碱式硫酸铅(4BS)，从而获得最佳比例的三碱式硫酸铅(3BS)和四碱式硫酸铅混合物。
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段合计时间为32-38h。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段组成：
(1)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为40％，固化时间设置为1h。
(2)将固化温度设置为60℃、固化室室内的相对湿度设置为20％，固化时间设置为1h
(3)将固化温度设置为70-75℃、固化室室内的相对湿度设置为10％，固化时间设置为9h。
(4)将固化温度设置为70-75℃、固化室室内的相对湿度设置为5％，固化时间设置为3-6h。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段合计时间为10-14h。
第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段，固化室中的蒸汽加湿和雾化水加湿均关闭，进风门和出风门开度均为100％，循环风机风量转速从50％逐渐递增至100％。防止极板由于温度升高过快导致极板开裂，此过程中设置温度为分步骤升温，湿度逐步降低。固化干燥结束后，极板表面温度在降低至(温室+10℃)以下时方可出固化室。
实施例2
一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺，包括以下两个阶段：第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段、第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段。其中：
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段组成：
(1)将固化温度设置为55℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(2)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(3)将固化温度设置为70℃、固化室室内的相对湿度设置为100
％，固化时间设置为4-8h；
(4)将固化温度设置为80℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为8-12h；
(5)将固化温度设置为70℃、固化室室内的相对湿度设置为90％，固化时间设置为1-6h；
(6)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为80％，固化时间设置为3-6h；
(7)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为70％，固化时间设置为6-12h；
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段合计时间为32-38h。
第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段，步骤(1)为初始步骤，采用低温高湿的条件，循环风机转速≤20％，主要为了防止生极板失水太快，造成极板表面开裂。
步骤(2)-(4)为升温步骤，循环风机转速逐步加大，可以加快极板的失水，使得极板水分控制在8％左右，可以提高极板活性物质的结晶能力。
步骤(5)-(7)是降温降降湿步骤，此时要往固化室中加入氧气，加大游离铅的氧化结晶过程，使得活性物质中生成更多四碱式硫酸铅(4BS)，从而获得最佳比例的三碱式硫酸铅(3BS)和四碱式硫酸铅混合物。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段组成：
(1)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为40％，固化时间设置为1h。
(2)将固化温度设置为62℃、固化室室内的相对湿度设置为20％，固化时间设置为1h
(3)将固化温度设置为74℃、固化室室内的相对湿度设置为10％，固化时间设置为9h。
(4)将固化温度设置为75℃、固化室室内的相对湿度设置为5％，固化时间设置为3-6h。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段合计时间为10-14h。
第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段，固化室中的蒸汽加湿和雾化水加湿均关闭，进风门和出风门开度均为100％，循环风机风量转速从50％逐渐递增至100％。防止极板由于温度升高过快导致极板开裂，此过程中设置温度为分步骤升温，湿度逐步降低。固化干燥结束后，极板表面温度在降低至(温室+10℃)以下时方可出固化室。
实施例3
一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺，包括以下两个阶段：第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段、第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段。其中：
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段组成：
(1)将固化温度设置为50℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(2)将固化温度设置为60℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
(3)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为4-8h；
(4)将固化温度设置为78℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为12h；
(5)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为90％，固化时间设置为1-6h；
(6)将固化温度设置为60℃、固化室室内的相对湿度设置为80％，固化时间设置为3-6h；
(7)将固化温度设置为60℃、固化室室内的相对湿度设置为60％，固化时间设置为6-12h；
铅膏水分高于5％的固化阶段由以下固化阶段合计时间为32-38h。
第一阶段为铅膏水分高于5％的固化阶段，步骤(1)为初始步骤，采用低温高湿的条件，循环风机转速≤20％，主要为了防止生极板失水太快，造成极板表面开裂。
步骤(2)-(4)为升温步骤，循环风机转速逐步加大，可以加快极板的失水，使得极板水分控制在8％左右，可以提高极板活性物质的结晶能力。
步骤(5)-(7)是降温降降湿步骤，此时要往固化室中加入氧气，加大游离铅的氧化结晶过程，使得活性物质中生成更多四碱式硫酸铅(4BS)，从而获得最佳比例的三碱式硫酸铅(3BS)和四碱式硫酸铅混合物。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段组成：
(1)将固化温度设置为62℃、固化室室内的相对湿度设置为40％，固化时间设置为1h。
(2)将固化温度设置为65℃、固化室室内的相对湿度设置为20％，固化时间设置为1h
(3)将固化温度设置为75℃、固化室室内的相对湿度设置为10％，固化时间设置为9h。
(4)将固化温度设置为75℃、固化室室内的相对湿度设置为5％，固化时间设置为3-6h。
铅膏水分低于5％的干燥阶段由以下干燥阶段合计时间为10-14h。
第二阶段为铅膏水分低于5％的干燥阶段，固化室中的蒸汽加湿和雾化水加湿均关闭，进风门和出风门开度均为100％，循环风机风量转速从50％逐渐递增至100％。防止极板由于温度升高过快导致极板开裂，此过程中设置温度为分步骤升温，湿度逐步降低。固化干燥结束后，极板表面温度在降低至(温室+10℃)以下时方可出固化室。
应用本发明所述的一种动力铅酸蓄电池两天高温固化工艺生产的动力铅酸蓄电池极板中4BS含量较高，铅膏颗粒之间相互交联在一起，形成坚固的不间断多孔物质骨架，该多孔骨架又与板栅紧密结合在一起。不仅可以有效地提高动力铅酸蓄电池的活性物质结合问题、而且可以大大提高极板之间的一致性，从而解决其动力铅酸蓄电池整组使用循环寿命短的问题，试验证明整组电池100％DOD循环可达到400次以上。而且可以缩短生产周期，极大提高生产效率。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种动力铅酸蓄电池高温固化工艺，其特征在于，将极板涂板后送入固化室后需要经过以下两个阶段，第一阶段为铅膏水分高于5%的固化阶段、第二阶段为铅膏水分低于5%的干燥阶段；
铅膏水分高于5%的固化阶段由以下固化阶段组成：
（1）将固化温度设置为45-55℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h，循环风机转速≤20%；
（2）将固化温度设置为55-65℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为1h；
（3）将固化温度设置为60-70℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为4-8h；
（4）将固化温度设置为76-82℃、固化室室内的相对湿度设置为100％，固化时间设置为10-16h；
（5）将固化温度设置为60-70℃、固化室室内的相对湿度设置为90％，固化时间设置为1-6h；
（6）将固化温度设置为55-65℃、固化室室内的相对湿度设置为80%，固化时间设置为3-6h；
（7）将固化温度设置为55-65℃、固化室室内的相对湿度设置为70％，固化时间设置为6-12h；
铅膏水分高于5%的固化阶段由以下固化阶段合计时间为32-38h，同时在步骤（5）-（7）中，要往固化室中加入氧气；
铅膏水分低于5%的干燥阶段由以下干燥阶段组成：
（1）将固化温度设置为60-65℃、固化室室内的相对湿度设置为40％，固化时间设置为1h；
（2）将固化温度设置为60-65℃、固化室室内的相对湿度设置为20％，固化时间设置为1h；
（3）将固化温度设置为70-75℃、固化室室内的相对湿度设置为10％，固化时间设置为9h；
（4）将固化温度设置为70-75℃、固化室室内的相对湿度设置为5％，固化时间设置为3-6h；
固化室中的蒸汽加湿和雾化水加湿均关闭，进风门和出风门开度均为100％，循环风机风量转速从50％逐渐递增至100％。
2.如权利要求1所述的一种动力铅酸蓄电池高温固化工艺，其特征在于，所述极板涂板后进入固化室的时间为15-20min。
3.如权利要求1所述的一种动力铅酸蓄电池高温固化工艺，其特征在于，所述极板在进固化室之前，在固化室的墙壁、地面喷水，所用的水为去离子水，电导率小于2 us/cm。
4.如权利要求1所述的一种动力铅酸蓄电池高温固化工艺，其特征在于，所述极板涂板在进固化室阶段，采用高压雾化水加湿，蒸汽加湿，循环风机高速运转。
5.如权利要求1所述的一种动力铅酸蓄电池高温固化工艺，其特征在于，所述极板在固化架上为挂片式。
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Denomination of invention: A two-day high-temperature curing process for power lead-acid batteries Effective date of registration: 20230526 Granted publication date: 20210910 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Chizhou branch Pledgor: ANHUI CHAOWEI POWER Co.,Ltd. Registration number: Y2023980041939 |
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Granted publication date: 20210910 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Chizhou branch Pledgor: ANHUI CHAOWEI POWER Co.,Ltd. Registration number: Y2023980041939 |
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Denomination of invention: A two-day high-temperature curing process for power lead-acid batteries Granted publication date: 20210910 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Qingyang County Branch Pledgor: ANHUI CHAOWEI POWER Co.,Ltd. Registration number: Y2024980021464 |