電動自行車用鉛酸蓄電池極板的固化

1、電動自行車用鉛酸蓄電池極板的固化電動自行車用鉛酸蓄電池極板的固化鉛蓄電池在制造過程中，生板固化、干燥條件是非常重要的。生板質(zhì)量的優(yōu)劣，對化成后極板質(zhì)量及電池性能有密切關(guān)系。因此生板固化、干燥過程決不可掉以輕心。我廠主要是生產(chǎn)PbCaSnAl四元合金免維護(hù)鉛酸蓄電池極板。一般鉛粉生產(chǎn)時氧化度控制在72%~79%之間，其余為未氧化的游離鉛；經(jīng)過儲存一定時間后進(jìn)行和膏再進(jìn)行涂填、浸酸后，鉛膏中的游離鉛含量降到15%~18%左右；在固化室中固化

2、干燥后，鉛膏物質(zhì)中的游離鉛含量一般在3%~5%。固化良好的極板，化成后的極板可獲得牢固的活性物質(zhì)和良好的外觀質(zhì)量，反之由于在不同季節(jié)受氣候變化等條件的影響，往往使生板固化條件得不到良好的控制，因而造成極板批量廢品時有發(fā)生。一般廢品現(xiàn)象：負(fù)極板裂紋、起泡；正極板活物質(zhì)疏松、脫粉、順筋起皮、整格脫落等[1]。1固化的作用機(jī)理固化的作用機(jī)理極板的固化是指涂好膏的極板在一定的溫度和時間等條件下，在鉛膏膠凝過程中完成游離鉛及板柵筋條表面鉛的氧化以

3、及堿式硫酸鉛的再結(jié)晶和硬化的過程。鉛蓄電池用生極板的固化是一個比較復(fù)雜的過程，既有物理變化也有化學(xué)變化，要達(dá)到的效果有板柵腐蝕層的形成、游離鉛的轉(zhuǎn)化、堿式硫酸鉛再結(jié)晶(脫水形成微孔)。固化過程按順序大體也可分為以下不可分割的3個階段[2]：(1)第一階段，主要使板柵形成腐蝕層，促使鉛膏與板柵有強(qiáng)的附著力，以及使鉛膏中3BS(3PbOPbSO4H2O)與4BS(4PbOPbSO4H2O)生成合適的比例。板柵的腐蝕層是靠空氣中的氧氣不斷溶進(jìn)

4、鉛膏的水分中，再到達(dá)板柵表面形成微電池來完成，水作為催化劑(或介質(zhì))，板柵的鉛因其活性低，形成腐蝕層相對是比較緩慢的。因此，這一階段需要的時間會比較長，固化溫度越高，板柵腐蝕的速度越快，但鉛膏中3BS也會向4BS轉(zhuǎn)化。因此，在此階段應(yīng)保證鉛膏中有較高含量的水分，高的固化濕度和適宜的固化溫度是很重要的。如果板柵腐蝕不好，鉛膏的附著力差，極板易掉粉，鉛蓄電池內(nèi)阻會加大，電池容量衰減會較快，壽命會縮短。(2)第二階段，主要完成鉛膏中的游離鉛轉(zhuǎn)

5、化為氧化鉛，同時板柵也進(jìn)一步氧化腐蝕。隨著鉛膏中的水分以蒸汽形式緩慢析出，水分含量逐漸降低，鉛膏中開始形成微孔，外界空氣與其交換進(jìn)入極板內(nèi)部的速度加快，游離鉛的氧化開始加速；當(dāng)鉛膏中的水分含量降到7%～8.5%時，氧化速度達(dá)到最快，此階段需要較高的濕度來保證鉛膏不要失水過快，以延長游離鉛快速轉(zhuǎn)化的時間，達(dá)到轉(zhuǎn)化比較徹底的目的；如失水過快，游離鉛快速氧化的時間過短，固化結(jié)束后游離鉛可能就會很高，勢必造成活性物質(zhì)的利用率降低，正極板甚至出現(xiàn)

6、彎曲、脫粉等嚴(yán)重問題。(3)第三階段，為極板的干燥階段，主要完成鉛膏的硬化脫水、堿式硫酸鉛再結(jié)晶、多孔電極的形成，前階段脫水形成大孔，后階段繼續(xù)脫水形成微孔。2極板的固化過程極板的固化過程2.1固化設(shè)備固化設(shè)備采用江蘇金帆的一體化固化室，室內(nèi)配有溫濕度控制系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、排濕系統(tǒng)[3]。加熱系統(tǒng)為電加熱。濕度使用噴水霧、每個固化室內(nèi)單獨(dú)的電加熱小鍋爐制蒸汽聯(lián)合控制。循環(huán)風(fēng)常采取固化室左側(cè)進(jìn)風(fēng)右側(cè)出風(fēng)，保持固化室內(nèi)部各部位風(fēng)量

7、、濕度等盡可能地一致，以保證固化質(zhì)量的均勻。排濕風(fēng)機(jī)位于固化室后方的下部。進(jìn)風(fēng)門在頂部，排濕時進(jìn)風(fēng)門自動打開。固化室內(nèi)可放置1米0.8米0.8米的極板架333＝27個。2.2對固化前極板的控制對固化前極板的控制極板固化和干燥過程中需要內(nèi)部循環(huán)風(fēng)，以利于固化室各部位的溫濕度一致。循環(huán)風(fēng)不宜直接吹在極板上，固化階段風(fēng)量也不宜過大，微風(fēng)即可，否者都會造成極板失水過快，干燥階段循環(huán)風(fēng)量需要逐漸加大，以利于極板脫水比較均勻和徹底。固化設(shè)備自動開啟

8、風(fēng)門的大小也有關(guān)系，固化階段設(shè)置需要開啟風(fēng)門時的開度不宜過大，以保證濕度不大起大落。在干燥階段風(fēng)門開度需要完全打開。2.7固化質(zhì)量的檢查判斷固化質(zhì)量的檢查判斷通常從以下方面判斷固化質(zhì)量[10]：(1)一般需控制極板中游離鉛的百分含量，其中正極板≤4.5%，負(fù)極板≤5%；鉛膏水份≤0.5%；(2)極板色澤均勻，扳板有脆裂聲，板柵筋條明顯腐蝕；(3)通過跌落試驗，極板結(jié)合牢固，3次從1m高水平跌落掉膏≤1%。3固化實驗固化實驗采用75%左右

9、氧化度的鉛粉和膏，出膏溫度≤45℃，使用雙面涂板機(jī)涂板。正極板經(jīng)兩道淋酸，表干機(jī)表面干燥后，其游離鉛百分含量為16%18%。表面干燥后鉛膏的含水量在10.2%10.6%，采用中溫固化工藝，使用金帆一體化固化室，進(jìn)行固化實驗。在固化室的333極板架的正中間的一架下層，取最中間的一桿極板，作為檢測樣本，每次取一片，用于檢測游離鉛和水分含量。盡量減少開關(guān)固化室門取樣的時間，使其它極板的固化程序不受影響。其實驗數(shù)據(jù)如表1所示。固化結(jié)束后，極板游

10、離鉛含量為2.14%，水分為0.27%；3次1m高水平跌落掉膏比例為0.49%；板柵筋條腐蝕良好。固化室內(nèi)各處極板一致性情況較好。表1.電動自行車用鉛酸蓄電池正極板固化過程參數(shù)表固化時間固化室設(shè)置溫度固化室顯示溫度固化濕度鉛膏水分極板游離鉛h℃℃RH(%)%%043.043.0100.010.4217.78343.043.099.4643.043.099.4943.043.099.41243.343.399.49.7617.641543

11、.643.996.51844.043.796.59.4517.812144.444.698.22444.844.997.19.4816.722745.042.997.63045.142.698.23345.241.198.28.9715.843645.341.397.08.4613.323945.443.392.47.487.474245.546.089.25.314.124545.646.778.34.493.354845.744.7