CN111180677B - 一种干荷起动用铅蓄电池正极板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干荷起动用铅蓄电池正极板的制造方法，包括以下步骤：完成浇铸的正极板栅转移至干燥房中进行时效硬化，时效温度为70～80℃，时间为2～3h；将完成时效硬化的正极板栅放入硫酸亚锡溶液中浸泡；将浸泡过硫酸亚锡溶液的正极板栅放入温度为100～120℃，湿度为70～80％的固化房中进行高温中湿固化，固化时间为2h；然后阶段性降温降湿固化并干燥；将正极板栅进行涂板、淋酸、固化获得正极板。正极板经化成干燥后，板栅合金与腐蚀层接触面为PbOn与SnO2的混合体，SnO2为一种优良导体，弥补了PbOn高阻抗，引起放电时正极电势的下降。采用本方法制得的干荷起动用蓄电池在使用前置入规定比重的电解液后显著提高电池的起动能力，充足电后大电流放电性能明显提高。

Description

一种干荷起动用铅蓄电池正极板的制造方法
技术领域
本发明涉及铅蓄电池生产技术领域，特别是涉及一种干荷起动用铅蓄电池正极板的制造方法。
背景技术
干荷起动用电池主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时只需加入电解液，就可使用。
公开号为CN201072790Y的实用新型公开了一种干荷式密封免维护铅酸蓄电池，主要由内设干荷极板焊接而成的极群(1)的电池槽(6)，置于电池槽(6)上带迷宫式结构(5)和4～8个加液孔(4)的电池大盖(3)，置于电池大盖(3)上与迷宫式结构(5)对应位置的电池小盖(2)等构成，每个加液孔(4)穿过电池大盖(3)与电池槽(6)内的对应槽格相通。
公开号为CN103137977A的发明公开了一种高性能动力型干荷式蓄电池，包括以下步骤：1)干荷铅酸蓄电池的正极中加入了红丹和活性炭，包括铅粉、红丹、活性炭，各成份的重量百分比为：铅粉86％～95％、红丹4％～10％、活性炭1％～5％；2)干荷铅酸蓄电池的负极活性物质中加入了微量添加剂。
经市场检验，采用普通蓄电池生产工艺制造的干荷起动用电池，在使用前加入定量定密度电解液静置5～10分钟后用在起动设备上如摩托车上，发现电池起动困难或者打不着火。电池经静置0.5h或更长时间后，起动性能有改善但不明显，严重的需重新充电才能改善这一状况。而且，电池多数为刚出厂新电池不存在负极储存氧化。通过对电池电极电位测试，此现象多数为电池正极板热钝化或储存钝化所致。电池正极板在化成后需经洗涤和干燥，在干燥过程中，若温度过高、时间间过长就会引起正极的钝化；同样，组装的电池干荷储存过长(一般二年以上)，也会出现正极钝化。
钝化产生的原因为正极板栅表面产生的腐蚀层(PbO2)在高温干燥或储存期间板栅金属与腐蚀层发生如下的固态反应：Pb+PbO2→2PbO(或PbOn)，形成非化学计量的氧化物，1<n<1.5，具有高阻抗，引起放电时正极电势的下降。
发明内容
本发明针对现有技术中干荷起动用电池的正极容易发生钝化，影响电池使用的问题，提供了一种干荷起动用铅蓄电池正极板的制造方法。
一种干荷起动用铅蓄电池正极板的制造方法，包括以下步骤：
(1)完成浇铸的正极板栅转移至干燥房中进行时效硬化，时效温度为70～80℃，时间为2～3h；
(2)将完成时效硬化的正极板栅放入硫酸亚锡溶液中浸泡；
(3)将浸泡过硫酸亚锡溶液的正极板栅放入温度为100～120℃，湿度为70～80％的固化房中进行高温中湿固化，固化时间为2h；然后阶段性降温降湿固化并干燥；
(4)将正极板栅进行涂板、淋酸、固化获得正极板。
步骤(1)中，正极板栅时效温度为70～80℃，采用中高温时效，减少板栅时效时间，有利于正极板栅中的锡向板栅表面富集。
优选的，步骤(1)中正极板栅在完成浇铸后的2h内转移至干燥房中进行时效硬化。
优选的，步骤(1)中时效过程中保持干燥房负压。更优选的，负压的压力值为-0.01～-0.05MPa。时效时，采用负压，能够减轻正极板栅表面氧化，保证硫酸亚锡与合金的接触良好，防止板栅与空气接触氧化。
如浇铸板栅存放时间长或时效未负压，正极板栅表面氧化，硫酸亚锡溶液附在氧化层上，不能有效与合金接触或附在氧化铅上，二次时效时湿度太大，则氧化铅与硫酸亚锡的混合体不能形成。
正极栅表面作浸泡硫酸亚锡溶液处理，并通过板栅再次时效使正极板栅表面产物为氧化铅与硫酸亚锡的混合体。
优选的，完成时效硬化的正极板栅在1h内放入硫酸亚锡溶液中浸泡。
优选的，，步骤(2)中硫酸亚锡溶液的质量浓度为9～11％。
优选的，步骤(2)中正极板栅在硫酸亚锡溶液中的浸泡时间为3～5min。
优选的，步骤(3)中阶段性降温降湿固化并干燥为：温度降至70℃，湿度降至65％，整个过程为2h；温度从70℃逐步降至40℃，湿度从65％逐步降至30％，整个过程为4h；然后设定湿度为0继续干燥2h。更优选的，高温中湿固化时间为2h。
正极板经化成干燥后，板栅合金与腐蚀层接触面为PbOn与SnO2的混合体，SnO2为一种优良导体，弥补了PbOn(1<n<1.5)高阻抗，引起放电时正极电势的下降。
本发明涉及一种干荷起动用正极板制造方法，通过对正极板栅高温负压时效、表面浸泡处理硫酸亚锡溶液、高温中湿再时效，然后通过涂片、固化干燥、极板化成、干燥、分片打磨制得符合要求的正极板，采用本方法制得的干荷起动用蓄电池在使用前置入规定比重的电解液后显著提高电池的起动能力，充足电后大电流放电性能明显提高。
具体实施方式
实施例1：
型号为GS4L-BS的电池，正极板栅在完成浇片后在2h内转移至干燥房中进行硬化时效，时效温度为70℃，时间为2h；时效过程中干燥房为负压，压力值为-0.01MPa。
然后，将完成时效板栅在1h内置入9％硫酸亚锡水溶液中3min。
(1)取出后板栅置入温度为100℃，湿度为70％的固化房中2h；(2)温度降至70℃，湿度降至65％，整个过程2h；(3)温度从70℃逐步降至40℃，湿度从65％逐步降至30％，整个过程4h；(4)然后设定温度25℃(室温23℃)、湿度为“零”继续干燥2h。
经处理过板栅在0～2h内进行涂板并压实铅膏，经淋酸后作表面干燥处理，完成后极板再次转入固化室中进行固化、干燥完成正生极板制造。
将负极铅膏涂在GS4L-BS电池负极板栅上，经压实后淋酸、表干、固化、干燥后完成负生极板的制造。
所制造的正、负生极板配对，经化成、水洗、(负极防氧化处理)、干燥、分片、打磨制得GS4L-BS电池熟极板。然后组装成GS4L-BS干荷电池。
GS4L-BS干荷电池，经存放一个月后。在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液40ml，再静置8min后以32A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为9.96V、9.72V。
实施例2：
型号为GS7BL-BS的电池，正极板栅在完成浇片后在2h内转移至干燥房中进行硬化时效，时效温度为80℃，时间为3h；时效过程中干燥房为负压，压力值为-0.05MPa。
然后，将完成时效板栅在1h内置入11％硫酸亚锡水溶液中5min。
(1)取出后板栅置入温度为120℃，湿度为80％的固化房中2h；(2)温度降至70℃，湿度降至65％，整个过程为2h；(3)温度从70℃逐步降至40℃，湿度从65％逐步降至30％，整个过程为4h；(4)然后设定温度28℃(室温23℃)、湿度为“零”继续干燥2h。
经处理过板栅在22～24h内进行涂板并压实铅膏，经淋酸后作表面干燥处理，完成后极板再次转入固化室中进行固化、干燥完成正生极板制造。
将负极铅膏涂在GS7BL-BS电池负极板栅上，经压实后淋酸、表干、固化、干燥后完成负生极板的制造。
所制造的正、负生极板配对，经化成、水洗、(负极防氧化处理)、干燥、分片、打磨制得GS7BL-BS电池熟极板。然后组装成GS7BL-BS干荷电池。
GS7BL-BS干荷电池，经存放三个月后。在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液73ml，再静置7min后以56A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为10.13V、9.82V。
实施例3：
型号为GS7RL-BS的电池，按正极板栅在完成浇片后在2h内转移至干燥房中进行硬化时效，时效温度为75℃，时间为2.5h；时效过程中干燥房为负压，压力值为-0.03MPa。
然后，将完成时效板栅在1h内置入10％硫酸亚锡水溶液中4min。
(1)取出后板栅置入温度为110℃，湿度为75％的固化房中2h；(2)温度降至70℃，湿度降至65％，整个过程为2h；(3)温度从70℃逐步降至40℃，湿度从65％逐步降至30％，整个过程为4h；(4)然后设定温度30℃(室温27℃)、湿度为“零”继续干燥2h。
经处理过板栅在14～16h内进行涂板并压实铅膏，经淋酸后作表面干燥处理，完成后极板再次转入固化室中进行固化、干燥完成正生极板制造。
将负极铅膏涂在GS7RL-BS电池负极板栅上，经压实后淋酸、表干、固化、干燥后完成负生极板的制造。
所制造的正、负生极板配对，经化成、水洗、(负极防氧化处理)、干燥、分片、打磨制得GS7RL-BS电池熟极板，然后组装成GS7RL-BS干荷电池。
GS7RL-BS干荷电池，经存放一年后。在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液73ml，再静置7min后以56A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为10.01V、9.61V。
对比例1
GS4L-BS干荷电池，制造极板时将铅膏涂在板栅上，经表干、固化、干燥、化成、(负极防氧化处理)、分片、打磨制得熟极板。熟极板经组装制得GS4L-BS干荷电池。
GS4L-BS干荷电池，经存放一个月后。在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液40ml，再静置8min后以32A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为6.96V、6.01V。
对比例2
GS7BL-BS干荷电池，制造极板时将铅膏涂在板栅上，经表干、固化、干燥、化成、(负极防氧化处理)、分片、打磨制得熟极板。熟极板经组装制得GS7BL-BS干荷电池。
GS7BL-BS干荷电池，经存放三个月后。在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液73ml，再静置7min后以56A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为7.05V、6.46V。
对比例3
GS7RL-BS干荷电池，制造极板时将铅膏涂在板栅上，经表干、固化、干燥、化成、(负极防氧化处理)、分片、打磨制得熟极板，熟极板经组装制得GS7RL-BS干荷电池。
GS7RL-BS干荷电池，经存放一年后。在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液73ml，再静置7min后以56A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为5.23V、4.16V。
对比例4
GS7BL-BS电池用正极板栅存放10d后，板栅不作高温负压时效，直接置入10％硫酸亚锡水溶液中3min后，取出作高温(110℃)中湿(70％)时效，后经涂片、表面干燥、固化干燥制得正生极板。
将负极铅膏涂在GS7BL-BS电池负极板栅上，经压实后淋酸、表干、固化、干燥后完成负生极板的制造。
所制造的正、负生极板配对，经化成、水洗、(负极防氧化处理)、干燥、分片、打磨制得GS7BL-BS电池熟极板，然后组装成GS7BL-BS干荷电池。
GS7BL-BS干荷电池，电池经存放一个月后，在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液73ml，再静置7min后以56A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为5.75V、4.46V。
对比例5
GS7BL-BS电池用正极板栅制造后1小时内进行75℃高温负压(-0.03MPa)时效2h，时效后置入10％硫酸亚锡水溶液中4min后，取出作高温(110℃)高湿(99％)时效，后经涂片、表面干燥、固化干燥后经涂片、表面干燥、固化干燥制得正生极板。
将负极铅膏涂在GS7BL-BS电池负极板栅上，经压实后淋酸、表干、固化、干燥后完成负生极板的制造。
所制造的正、负生极板配对，经化成、水洗、(负极防氧化处理)、干燥、分片、打磨制得GS7BL-BS电池熟极板，然后组装成GS7BL-BS干荷电池。
GS7BL-BS干荷电池，电池经存放一个月后，在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液73ml，再静置7min后以56A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为8.35V、7.26V。
对比例6
GS4L-BS电池用正极板栅制造后1小时内进行75℃高温负压(-0.03MPa)时效2h，时效后置入10％硫酸亚锡水溶液中4min后直接作干燥处理。经涂片、表面干燥、固化干燥后经涂片、表面干燥、固化干燥制得正生极板。
将负极铅膏涂在GS4L-BS电池负极板栅上，经压实后淋酸、表干、固化、干燥后完成负生极板的制造。
GS4L-BS干荷电池，电池经存放一个月后，在温度为25±2℃下静置12h后，每格加入1.28g/cm3的硫酸电解液73ml，再静置7min后以56A放电5s、10s，分别记录放电时间，放电5s、10s时电池电压为6.85V、5.72V。
通过比较实施例和对比例，采用本方法制造的正极板所组装的干荷电池，经加酸静置5～10分钟后即可获得良好的性能，如用在摩托车起动上，以80I10A放电10S不低于1.6V/单格，电池工作电压远高于摩托车起动电压。防止了因正极钝化造成电池的误退。

Claims (8)

1.一种干荷起动用铅蓄电池正极板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）完成浇铸的正极板栅转移至干燥房中进行时效硬化，时效温度为70~80℃，时间为2~3h；
（2）将完成时效硬化的正极板栅放入硫酸亚锡溶液中浸泡；
（3）将浸泡过硫酸亚锡溶液的正极板栅放入温度为100~120℃，湿度为70~80%的固化房中进行高温中湿固化，固化时间为2h；然后阶段性降温降湿固化并干燥；
（4）将正极板栅进行涂板、淋酸、固化获得正极板。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）中正极板栅在完成浇铸后的2h内转移至干燥房中进行时效硬化。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）中时效过程中保持干燥房负压。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，负压的压力值为-0.01~-0.05MPa。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，完成时效硬化的正极板栅在1h内放入硫酸亚锡溶液中浸泡。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（2）中硫酸亚锡溶液的质量浓度为9~11%。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（2）中正极板栅在硫酸亚锡溶液中的浸泡时间为3~5min。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（3）中阶段性降温降湿固化并干燥为：温度降至70℃，湿度降至65%，整个过程为2h；温度从70℃逐步降至40℃，湿度从65%逐步降至30%，整个过程为4h；然后设定湿度为0继续干燥2h。
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