动力铅酸蓄电池的制造工艺.docx

动力铅酸蓄电池的制造工艺（一）工艺流程动力铅酸蓄电池的制造工艺流程大致可分为板极制造?电池组装?电池化成(或活化)与性能检测三部分，如下图所示：（二）板栅制造板栅是铅酸蓄电池的重要部件,既是集流体,起传导和汇集电流并使电流分布均匀的作用,又是活性物质的骨架,起支撑作用?虽然各个厂家使用的板栅合金不同,但是正?负极板栅的制造都以重力浇铸为主,还有连续冲扩拉网法?连续铸造滚压法?压延冲孔法?织铅布法等?板栅浇铸的工艺流程如下:铅合金锭浇铸→熔铅锅熔化→铅液注入板栅模具→打开模具→成形板栅脱模→切边→检验→时效硬化→待涂膏?浇铸板栅应注意如下质量控制步骤:开始浇铸板栅之前,必须取样分析熔铅锅中合金的成分是否符合工艺标准要求,不符合则要及时调整,合格后才能启动铸板机开始铸板;必须严格控制板栅的质量?厚度和外观,不允许有气孔?裂纹?收缩?毛刺?断筋?斜歪和夹杂铅渣等缺陷存在?（三）铅粉制造铅粉制造是电极活性物质制备的第一步也是很重要的一步,其质量的好坏对电池的性能有很大的影响?目前主要采用球磨法和气相氧化法来制造铅粉?1.球磨法采用岛津式铅粉机,实际上是一个滚筒式球磨机?生产过程如下:将铅块或铅球投入球磨机中(不另外加球),由于摩擦和铅被空气中的氧气氧化成氧化铅时放热,使筒内温度升高,反应如下:0.5O2+Pb→PbO+217.7kJ/mol只要合理地控制铅球量?鼓风量,并在一定空气湿度下,就能生产出铅粉,铅粉实际上是氧化铅包裹金属铅的微粒?2.气相氧化法(也称巴顿法)所用的铅粉机叫巴顿式铅粉机,它将温度高达450℃的铅液和空气导入气相氧化室;室内有一高速旋转的叶轮,将熔融铅液搅拌成细小的雾滴,使铅液和空气充分接触进行氧化,生成大部分是氧化铅的铅粉;将铅粉吹入旋风沉降器,以便降温并沉降较粗的铅粉;最后在布袋过滤器中分离出细粉?下图为巴顿式铅粉制造系统流程图：（四）铅膏的配置(和膏)制造铅膏是极板生产中的关键工序?正极板的铅膏是由铅粉?5%～10%的红丹(Pb3O4)?硫酸?丙纶短纤维?水和添加剂组成的?正极板铅膏的添加剂主要是为了提高正极板活性物质的导电性,因为二氧化铅的导电性差,这类添加剂有各向异性石墨;还有的是为了改善电池的循环性能,如SnO2?Sb3O4等金属氧化物可以提高活性物质与板栅界面腐蚀层的电子导电性,因而防止电池的早期容量损失?加入红丹是为了加快化成速度,提高正极的空隙率,特别是对电池的化成(内化成)工艺?短纤维的加入是为了增强活性物质之间的结合力,减少活性物质的脱落?负极铅膏包括氧化铅粉?硫酸?水和添加剂?负极添加剂中主要是膨胀剂,因为负极活性物质海绵状铅有高的比表面积,表面能高,处于热力学不稳定状态,在反复充放电过程中,还原为铅的再结晶时,表面有收缩的趋势,比表面积减小,活性降低?为了防止负极的表面收缩,必须在负极添加膨胀剂?和膏工艺的操作顺序是加入铅粉(添加剂)开始搅拌后,先加入分散有短纤维的水,再慢慢加入硫酸,最后继续搅拌一段时间将铅膏排出和膏机?和膏过程中将进行以下化学反应：(1)铅粉加水后进行的反应:PbO+H2O→Pb(OH)2(2)加酸时进行的反应:Pb(OH)2+H2SO4→PbSO4+2H2O(3)加酸后继续进行的反应:PbSO4+PbO→PbO·PbSO4PbO·PbSO4+2PbO+H2O→3PbO·PbSO4·H2O(4)氧化反应(和膏过程中始终进行):0.5O2+Pb→PbO和膏作业是在和膏机中进行的，在设置好铅膏配方和加料程序后,和膏过程可自动完成,自动控制和膏的温度?时间等工艺参数?（五）涂板对于涂膏式极板,生极板的制造大致包括涂膏?淋酸(浸酸)?压板?表面干燥和固化等工序?把铅膏涂到板栅上,称为涂膏或涂板,通常在带式涂板机上进行?带式涂板机连续地完成涂膏?淋酸?压板三道工序?淋酸是将密度为1.10～1.15g/cm3的硫酸喷淋到涂好的极板表面上,形成一薄层硫酸铅,防止干燥后出现裂纹,也可防止极板密排时相互粘连?快速表面干燥是去掉生极板表面的部分水分,防止极板密排时互相粘连?表面干燥后铅膏的含水率应控制在9% ～11%?表面干燥是在隧道式干燥机中连续进行?对于管式极板,则要把铅粉灌到套管中或是把铅膏挤到套管中,前者称为灌粉,后者称为挤膏?（六）固化和干燥经表面干燥的极板,要在控制相对湿度?温度和时间的条件下,使其失去水分和形成可塑性物质,进而凝结成微孔均匀的固态物质,此过程称为固化?经过固化的极板具有良好的力学强度和电性能?此外,固化还具有以下一些作用:(1)使铅膏中残存的金属铅氧化成氧化铅,使铅含量进一步降低;(2)在固化过程中,铅膏继续进行碱式硫酸铅的结晶过程,在较低温度下生成3PbO·PbSO4·H2O(3BS),温度高于80℃时有利于生成4PbO·PbSO4·H2O(4BS);(3