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1、每天學(xué)一點(diǎn)網(wǎng)頁圖書館動力鉛酸蓄電池的制造工藝(一)工藝流程動力鉛酸蓄電池的制造工藝流程大致可分為板極制造?電池組裝?電池化成(或活化)與性能檢測三部分,如下圖所示:第7頁共7頁每天學(xué)一點(diǎn)網(wǎng)頁圖書館(二)板柵制造板柵是鉛酸蓄電池的重要部件,既是集流體,起傳導(dǎo)和匯集電流并使電流分布均勻的作用,又是活性物質(zhì)的骨架,起支撐作用?雖然各個廠家使用的板柵合金不同,但是正?負(fù)極板柵的制造都以重力澆鑄為主,還有連續(xù)沖擴(kuò)拉網(wǎng)法?連續(xù)鑄造滾壓法?壓延沖孔法?織鉛布法等?板柵澆鑄的工藝流程如下:鉛合金錠澆鑄→熔鉛鍋熔化→鉛液注入板柵
2、模具→打開模具→成形板柵脫模→切邊→檢驗(yàn)→時(shí)效硬化→待涂膏?第7頁共7頁每天學(xué)一點(diǎn)網(wǎng)頁圖書館澆鑄板柵應(yīng)注意如下質(zhì)量控制步驟:開始澆鑄板柵之前,必須取樣分析熔鉛鍋中合金的成分是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)要求,不符合則要及時(shí)調(diào)整,合格后才能啟動鑄板機(jī)開始鑄板;必須嚴(yán)格控制板柵的質(zhì)量?厚度和外觀,不允許有氣孔?裂紋?收縮?毛刺?斷筋?斜歪和夾雜鉛渣等缺陷存在?(三)鉛粉制造鉛粉制造是電極活性物質(zhì)制備的第一步也是很重要的一步,其質(zhì)量的好壞對電池的性能有很大的影響?目前主要采用球磨法和氣相氧化法來制造鉛粉?1.球磨法采用島津式鉛粉機(jī)
3、,實(shí)際上是一個滾筒式球磨機(jī)?生產(chǎn)過程如下:將鉛塊或鉛球投入球磨機(jī)中(不另外加球),由于摩擦和鉛被空氣中的氧氣氧化成氧化鉛時(shí)放熱,使筒內(nèi)溫度升高,反應(yīng)如下:0.5O2+Pb→PbO+217.7kJ/mol只要合理地控制鉛球量?鼓風(fēng)量,并在一定空氣濕度下,就能生產(chǎn)出鉛粉,鉛粉實(shí)際上是氧化鉛包裹金屬鉛的微粒?2.氣相氧化法(也稱巴頓法)所用的鉛粉機(jī)叫巴頓式鉛粉機(jī),它將溫度高達(dá)450℃的鉛液和空氣導(dǎo)入氣相氧化室;室內(nèi)有一高速旋轉(zhuǎn)的葉輪,將熔融鉛液攪拌成細(xì)小的霧滴,使鉛液和空氣充分接觸進(jìn)行氧化,生成大部分是氧化鉛的鉛粉;
4、將鉛粉吹入旋風(fēng)沉降器,以便降溫并沉降第7頁共7頁每天學(xué)一點(diǎn)網(wǎng)頁圖書館較粗的鉛粉;最后在布袋過濾器中分離出細(xì)粉?下圖為巴頓式鉛粉制造系統(tǒng)流程圖:(四)鉛膏的配置(和膏)制造鉛膏是極板生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序?正極板的鉛膏是由鉛粉?5%~10%的紅丹(Pb3O4)?硫酸?丙綸短纖維?水和添加劑組成的?正極板鉛膏的添加劑主要是為了提高正極板活性物質(zhì)的導(dǎo)電性,因?yàn)槎趸U的導(dǎo)電性差,這類添加劑有各向異性石墨;還有的是為了改善電池的循環(huán)性能,如SnO2?Sb3O4等金屬氧化物可以提高活性物質(zhì)與板柵界面腐蝕層的電子導(dǎo)電性,因而防止
5、電池的早期容量損失?加入紅丹是為了加快化成速度,提高正極的空隙率,特別是對電池的化成(內(nèi)化成)工藝?短纖維的加入是為了增強(qiáng)活性物質(zhì)之間的結(jié)合力,減少活性物質(zhì)的脫落?負(fù)極鉛膏包括氧化鉛粉?硫酸?水和添加劑?負(fù)極添加劑中主要是膨脹劑,因?yàn)樨?fù)極活性物質(zhì)海綿狀鉛有高的比表面積,表面能高,處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài),在反復(fù)充放電過程中,還原為鉛的再結(jié)晶時(shí),表面有收縮的趨勢,比表面積減小,活性降低?為了防止負(fù)極的表面收縮,必須在負(fù)極添加膨脹劑?和膏工藝的操作順序是加入鉛粉(添加劑)第7頁共7頁每天學(xué)一點(diǎn)網(wǎng)頁圖書館開始攪拌后,先加
6、入分散有短纖維的水,再慢慢加入硫酸,最后繼續(xù)攪拌一段時(shí)間將鉛膏排出和膏機(jī)?和膏過程中將進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng):(1)鉛粉加水后進(jìn)行的反應(yīng):PbO+H2O→Pb(OH)2(2)加酸時(shí)進(jìn)行的反應(yīng):Pb(OH)2+H2SO4→PbSO4+2H2O(3)加酸后繼續(xù)進(jìn)行的反應(yīng):PbSO4+PbO→PbO·PbSO4PbO·PbSO4+2PbO+H2O→3PbO·PbSO4·H2O(4)氧化反應(yīng)(和膏過程中始終進(jìn)行):0.5O2+Pb→PbO和膏作業(yè)是在和膏機(jī)中進(jìn)行的,在設(shè)置好鉛膏配方和加料程序后,和膏過程可自動完成,自動控制和
7、膏的溫度?時(shí)間等工藝參數(shù)?(五)涂板對于涂膏式極板,生極板的制造大致包括涂膏?淋酸(浸酸)?壓板?表面干燥和固化等工序?把鉛膏涂到板柵上,稱為涂膏或涂板,通常在帶式涂板機(jī)上進(jìn)行?帶式涂板機(jī)連續(xù)地完成涂膏?淋酸?壓板三道工序?第7頁共7頁每天學(xué)一點(diǎn)網(wǎng)頁圖書館淋酸是將密度為1.10~1.15g/cm3的硫酸噴淋到涂好的極板表面上,形成一薄層硫酸鉛,防止干燥后出現(xiàn)裂紋,也可防止極板密排時(shí)相互粘連?快速表面干燥是去掉生極板表面的部分水分,防止極板密排時(shí)互相粘連?表面干燥后鉛膏的含水率應(yīng)控制在9%~11%?表面干燥是在隧
8、道式干燥機(jī)中連續(xù)進(jìn)行?對于管式極板,則要把鉛粉灌到套管中或是把鉛膏擠到套管中,前者稱為灌粉,后者稱為擠膏?(六)固化和干燥經(jīng)表面干燥的極板,要在控制相對濕度?溫度和時(shí)間的條件下,使其失去水分和形成可塑性物質(zhì),進(jìn)而凝結(jié)成微孔均勻的固態(tài)物質(zhì),此過程稱為固化?經(jīng)過固化的極板具有良好的力學(xué)強(qiáng)度和電性能?此外,固化還具有以下一些作用:(1)使鉛膏中殘存的金屬鉛氧化成氧化鉛,使鉛含量進(jìn)一步降低;(