鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)的固化與干燥

1、-作者xxxx-日期xxxx鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)的固化與干燥【精品文檔】鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)的固化與干燥技術(shù)生極板的固化、干燥是鉛酸蓄電池極板制造過程中的一道關(guān)鍵工序，它直接影響到化成后極板的機(jī)械強(qiáng)度和電性能，關(guān)系到鉛酸蓄電池的容量大小和壽命長(zhǎng)短。一、極板固化干燥的目的1、控制游離金屬鉛的含量2、堿式硫酸鉛的再結(jié)晶程度3、內(nèi)在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度4、板柵表面的腐蝕程度二、固化與干燥的現(xiàn)有技術(shù)工藝1、常溫固化、干燥涂添后的極板在固化室溫濕度下放置48h72h，在此過程中要防止極板失水過多造成極板開裂，影響極板固化，同時(shí)要完成極板板柵的表面腐蝕（板柵在30下24h后開始表面腐蝕）。此固化其溫度為室溫，基本上不加以

2、控制，受室外環(huán)境溫度的影響較大，季節(jié)將給室內(nèi)固化帶來較大的影響，且極板的干燥基本上是靠陽光曬和風(fēng)干，其生極板的含水量更難以控制，其他組分的含量均不能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，使得蓄電池容量、壽命均難得以保持。2、蒸汽固化、干燥用水蒸氣加熱固化稱為蒸汽固化。蒸汽固化期間鉛膏含水量不變，其原因：蒸汽固化用蒸汽直接加熱，它既控制了溫度又控制了濕度。在RH接近100%時(shí)，鉛膏中水分向外擴(kuò)散的速度V擴(kuò)很大，同時(shí)，室內(nèi)的熱水蒸汽向鉛膏內(nèi)部滲透，其速度V滲也很大，兩者速度均會(huì)隨溫度升高而加快。因此，鉛膏含水量就會(huì)很快維持在一定的動(dòng)態(tài)平衡中。三、專利固化全自動(dòng)蒸汽、水、熱風(fēng)固化干燥經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：1、涂添后的極板在固化的

3、水分?jǐn)U散滲透期間，一方面使合膏形成的尚未穩(wěn)定的堿式硫酸鉛再結(jié)晶，提高活性物質(zhì)粒子間的內(nèi)聚力，使鉛膏物質(zhì)形成牢固的膠體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此過程在自然固化時(shí)需48h72h，蒸汽固化可以縮短至24h以內(nèi)。2、再結(jié)晶條件：再結(jié)晶作用發(fā)生在鉛膏含水量大于5%時(shí)，為了達(dá)到較高的再結(jié)晶速率，必需使鉛膏能在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)保持5%以上。其最佳的再結(jié)晶條件是：溫度4045；濕度RH接近100%；鉛膏含水量11%；再結(jié)晶時(shí)間17h。在水分維持動(dòng)態(tài)平衡中，由于室內(nèi)的熱水汽溶有氧氣，此熱水汽向內(nèi)部滲透，當(dāng)滲透到板柵表面時(shí)使板柵氧化，發(fā)生微電化學(xué)反應(yīng)如下：陽極：板柵PbPb2+2ePb(OH)2PbO+H2O(擴(kuò)散出去)陰極：

4、1/2O2+H2O2OH-2e板柵由于真實(shí)表面積小，反應(yīng)速度較慢，生成的PbO與鉛膏中的PbO及堿式硫酸鉛中的PbO形成共價(jià)鍵，從而增加了板柵與活性物質(zhì)的附著力。在此過程中熱水汽滲同時(shí)透到鉛膏內(nèi)的游離鉛小顆粒上使其氧化，由于鉛膏含水量大（H2O=11%）反應(yīng)速度也較慢。干燥固化：此時(shí)往固化室內(nèi)鼓入熱風(fēng)加熱，加熱溫度應(yīng)小于115。為確保再結(jié)晶形成的膠體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不被破壞，此過程應(yīng)控制極板蒸發(fā)水分的速度，在V擴(kuò)稍大于V滲的條件下進(jìn)行，這樣水分蒸發(fā)較緩慢，保存了膠體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使極板孔率均勻，活性物質(zhì)堅(jiān)固，極板不會(huì)產(chǎn)生裂紋。干燥固化過程中，蒸發(fā)是從表面開始的。極板表面的水分蒸發(fā)了，表面的水分含量就比內(nèi)部

5、的低，內(nèi)部的水分就向表面擴(kuò)散，同時(shí)，空氣中的氧氣也順著這個(gè)通道向極板內(nèi)部擴(kuò)散。由于游離鉛外面包有堿式硫酸鉛的膠體層，空氣中的氧氣溶于水中，借助于水膜通過膠體層使鉛氧化。干燥固化結(jié)束后，鉛膏中游離鉛含量達(dá)到正極板<2%、負(fù)極板<5%。由于高溫氣體會(huì)使固化室內(nèi)溫度上升很快，為了使擴(kuò)散速度跟得上蒸發(fā)速度，同時(shí)控制蒸發(fā)速度，干燥固化采取分階段控溫、控濕供熱，即使水分多次按“內(nèi)部擴(kuò)散表面蒸發(fā)固化室內(nèi)凝結(jié)成水滴或排到固化室外”。以上是該專利的固化室及工作原理圖，該固化室可以使用磚砌、澆注的平房，也可以是鋼結(jié)構(gòu)的隔熱房，根據(jù)固化工藝的需要和進(jìn)板時(shí)間的限制，采用尺寸為長(zhǎng)7m;寬3.5m;高2.8m

6、；體積70m3±5m3,長(zhǎng)、寬可在維持高度2.8m的基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整。工藝要求：（1）保濕固化此階段溫度溫度4045；濕度RH接近100%；24h。此階段將完成堿式硫酸鉛再結(jié)晶，完成板柵部分氧化、游離鉛部分氧化。工藝要求：極板進(jìn)入固化室前，固化室的地面、墻面應(yīng)臨水濕潤(rùn)，確保濕度接近100%，此保濕固化以蒸汽加熱為主，通過固化室頂部?jī)蓚?cè)面的霧化噴嘴噴入水蒸汽，通過鼓風(fēng)機(jī)將固化室內(nèi)的水蒸氣由固化室頂部抽出，從底部鼓入，反復(fù)循環(huán)，使得固化室內(nèi)的極板均勻接觸蒸汽，噴入水蒸氣的量以固化室溫度在4045為標(biāo)準(zhǔn)，固化室內(nèi)的濕度可用安裝在固化室頂部的排濕風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)。此保濕固化階段優(yōu)選的：分2個(gè)階段，工藝

7、流程和技術(shù)指標(biāo)如下表：保濕固化溫度濕度時(shí)間第一階段4099%10h第二階段4599%14h技術(shù)指標(biāo)極板板柵腐蝕率堿式硫酸鉛再結(jié)晶率游離鉛含量正極板負(fù)極板40%50%5%8%（2）氧化固化降濕/熱風(fēng)氧化階段，在此階段加熱方式由蒸氣過度到熱風(fēng)，濕度由99%降至75%，使得水份蒸發(fā)速度變快，氧化過程加快，放出的熱量大，隨氧化的進(jìn)行其氧化速度越來越放緩，為達(dá)到鉛膏因板柵氧化發(fā)熱失水與固化室內(nèi)蒸汽補(bǔ)水的平衡度，使生極板緩慢失水，其室內(nèi)濕度應(yīng)逐漸降低。在此階段可以看到極板的板面、極耳明顯的發(fā)黃，從固化室門口往里即可看到杏黃色。待干燥完成后極耳變?yōu)榘祷疑Ｑ趸袒瘻囟葷穸葧r(shí)間第一階段4599%95%8h第二

8、階段5595%85%8h第三階段6585%75%10h技術(shù)指標(biāo)極板板柵腐蝕率堿式硫酸鉛再結(jié)晶率游離鉛含量正極板負(fù)極板60%50%2%5%（3）干燥固化階段干燥固化主要控制鉛膏水份的蒸發(fā)速率，以保證膠體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由濕態(tài)逐步過渡到干態(tài)，板柵表面腐蝕程度進(jìn)一步加強(qiáng)，極板游離鉛含量逐步下降到工藝值（含水量愈高，游離鉛含量相對(duì)也較高）。要求生板鉛膏含水量低于%，高于這個(gè)數(shù)值化成比較難熟，負(fù)板脫皮、氣泡、正板花片、掉膏等，使蓄電池初期容量下降。干燥固化溫度濕度時(shí)間第一階段4575%55%4h第二階段650%4h第三階段751150%16h技術(shù)指標(biāo)極板板柵腐蝕率堿式硫酸鉛再結(jié)晶率水分游離鉛含量正極板負(fù)極板0%

9、0%2%5%注：干燥固化的第一階段是極板固化的關(guān)鍵階段，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)此階段如不經(jīng)本發(fā)明的工藝處理，將會(huì)給極板強(qiáng)度帶來很大影響，輕則造成極板裂紋、極板活性物質(zhì)疏松，使極板的壽命降低。重則造成極板脫粉蓄電池短路報(bào)廢。此階段的關(guān)鍵是停溫保濕，目的是在極板進(jìn)入干燥階段前，使極板內(nèi)外水分自然平衡。四、本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)1、固化室的結(jié)構(gòu)及為達(dá)到高質(zhì)量極板的固化要求，使用噴入水霧、熱蒸汽、熱風(fēng)和合理的抽濕。2、發(fā)明合理的固化工藝完成極板堿式硫酸鉛再結(jié)晶、游離鉛的要求指標(biāo)、極板板柵的腐蝕與鉛膏中的PbO及堿式硫酸鉛中的PbO形成共價(jià)鍵，使鉛膏活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度最大，增大蓄電池的容量和壽命。固化干燥全過程工藝如下表：階段段數(shù)溫度濕度時(shí)間理想膏含水量加熱方式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保濕階段140991010%蒸汽80024599149%以上蒸汽1000氧化階段34599%95%8h9%以上蒸汽100045595%85%8h9%7%蒸汽熱風(fēng)120056585%75%10h7%5%蒸汽熱風(fēng)1800干燥階段64575%55%4h7%5%熱風(fēng)20007650%4h5%熱風(fēng)28008751150%16h0%熱風(fēng)2800五、現(xiàn)有固化與專利固化的性能比較（以12V100Ah蓄電池為例）極 板極板板柵腐蝕率堿式硫酸鉛再結(jié)晶率游離鉛含量強(qiáng)度（1m高跌