一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺制造技术

本发明专利技术涉及铅酸蓄电池技术领域，针对现有技术的极板中游离铅氧化效率低的问题，公开了一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，包括：第一段固化：温度45‑65℃，湿度99‑100%，时间15‑25h，风机开至20%‑30%，蒸汽和喷雾打开；第二段固化：温度40‑65℃，湿度95‑100%，时间0.8‑1h，风机开至100%，蒸汽和喷雾关闭，持续进气；第三段固化：温度45‑65℃，湿度99‑100%，时间7‑9h，风机开至20%‑30%，蒸汽和喷雾打开，间断进气。增加了有效控制游离铅氧化条件的干燥步骤，通过调节温度和湿度使游离铅充分氧化，以确保极板中游离铅降低，延长极板的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺
本专利技术涉及铅酸蓄电池
，尤其是涉及一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺。
技术介绍
特殊工序指上一工序完成后，不能或难以由后续检测、监控加以验证的作业工序。然而在铅酸蓄电池制造过程中，有一道特殊工序，即固化。极板的固化是指涂好膏的极板在一定的温度、湿度及时间等条件下，固化完成的极板在板栅表面腐蚀成氧化铅，增强了栅筋与活性物质的结合能力。极板固化的好坏直接影响电池性能指标、使用寿命。极板固化分为二个阶段，其中第一阶段为的固化阶段包含中温高湿和低温中湿两个过程。其中固化阶段中游离铅的氧化至关重要，而水是游离铅氧化的催化剂，二者密切相关。当铅膏含水量为7％-9％时，游离铅的氧化速率最高，固化过程中，铅膏只能在短时间内保持这一水分含量，如果湿度降低太慢或者太快，均不能使游离铅快速降低，进而导致板栅与铅膏之间不能形成良好的腐蚀层，最终会造成电池深循环时出现早期容量衰减现象。针对这一问题，许多厂家在研究各种固化工艺技术，通过增加低温中湿过程时间，调节温度和湿度使铅膏水分能保持在7％-9％较长时间，以确保游离铅降低，但是目前固化工艺在实际生产过程中，多数厂家游离铅含量仍然处于一个较高含量，生产制造的生极板存在活性物质结合强度不高，极板固化效果一致性差，固化时间较长，不适用于动力铅酸蓄电池整组使用的要求，所生产制造的动力铅酸铅酸蓄电池存在使用寿命短的问题。因此，在现有的生产中提出一种能快速降低生极板游离铅含量的固化工艺具有重要的意义。专利号CN201510558431.4，专利名称为“一种铅酸蓄电池正极板的固化干燥工艺”，本专利技术涉及蓄电池的生产工艺领域，具体地说是一种铅酸蓄电池正极板的固化干燥工艺，包括固化、静止及干燥三个阶段，在固化阶段，将极板紧密靠拢，固化阶段设定温度为55-60℃，固化湿度设置为90-98％，固化时间设置为12-24小时；静止阶段时间设置为8-12小时，极板在慢慢冷却过程中将空气中的氧气吸入极板内部以达到游离铅转化所需的条件；干燥阶段温度设置为60℃，干燥湿度设置为30％以下，干燥时间设置为20小时。其不足之处在于，正极板固化过程中游离铅未能有效降低，固化时间长，不适用于动力铅酸蓄电池整组使用的要求，所生产制造的动力铅酸铅酸蓄电池存在使用寿命短。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术的极板中游离铅氧化效率低的问题，提供一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，本专利技术增加了有效控制游离铅氧化条件的干燥步骤，保证游离铅快速氧化的所需的水分含量范围7-9％，通过调节温度和湿度使游离铅充分氧化，以确保极板中游离铅降低，延长极板的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，在极板固化过程中增加干燥步骤，来优化游离铅的氧化过程：Pb+1/2O2＝PbO。作为优选，具体固化工艺包括如下步骤：(1)第一段固化：温度45-65℃，湿度设置为99-100％，时间15-25h，风机转速开至20％-30％，蒸汽和喷雾加湿打开；(2)第二段固化：温度40-65℃，湿度设置为95-100％，时间0.8-1h，风机转速开至100％，蒸汽和喷雾加湿关闭，持续进气；(3)第三段固化：温度45-65℃，湿度设置为99-100％，时间7-9h，风机转速开至20％-30％，蒸汽和喷雾加湿打开，间断进气。极板的固化过程主要完成工作：(1)铅膏颗粒发生再结晶反应，相互交连成骨架；(2)游离铅的氧化和板栅氧化形成腐蚀层，使铅膏骨架与腐蚀层连接，增加固化铅膏内的黏附力和内聚力。固化阶段中游离铅的氧化至关重要，而水是游离铅氧化的催化剂，二者密切相关。当铅膏含水量为7％-9％时，游离铅的氧化速率最高，现有固化过程中，铅膏只能在较短时间内保持这一水分含量，因此游离铅来不及充分氧化成氧化铅。固化第一阶段由于水分含量较高，游离铅不会被氧化，干燥阶段水分含量太低，游离铅也不会被氧化。当开始降湿度时，铅膏水分蒸发很快，加之游离铅的氧化是放热反应，所以必须进行降温控制，如果湿度降低太慢或者太快，均不能使游离铅快速降低，进而导致板栅与铅膏之间不能形成良好的腐蚀层，最终会造成电池深循环时出现早期容量衰减现象。传统的固化过程为中温高湿和低温中湿两个阶段，在此基础上本专利技术的固化过程分为三个阶段，第一段进行结晶保湿，第二段干燥使游离铅开始氧化，第三段使铅膏水分持续保持在促氧化的含量范围内，本专利技术管家在于，在全程中温高湿的过程中增加一个短暂干燥步骤，直接加强通风与停止湿气供给，间接增加低温中湿过程时间，调节温度和湿度使铅膏水分能保持在7-9％较长时间，以确保游离铅降低，最终制备得到活性物质结合强度高的生极板，极板固化效果一致性好，固化时间缩短，能够满足于动力铅酸蓄电池整组使用的要求，显著延长了动力铅酸铅酸蓄电池的使用寿命。作为优选，开至100％的风机风速为3-5m/s。风机风速能够控制极板周围的空气流速，空气流速直接影响到铅膏中水分干燥的速度，所以调整风机开启的程度对铅膏水分具有至关重要的作用。作为优选，步骤(3)间断进气为进气阀门设置为每分钟进气5-15s。间断进气的时间是根据极板上铅膏水分的干燥速度来决定的，间断进气能够使得铅膏中的水分缓慢降低，延长每一阶段水分含量所停留的时间，就能尽可能的延长水分含量7-9％的阶段，提升游离铅的氧化速度及程度，促进板栅与铅膏良好腐蚀层的形成。作为优选，极板的涂膏量为0.95-1g/cm2。作为优选，步骤(3)间断进气为进气阀门设置为每分钟进气8-12s。作为优选，蒸汽和喷雾加湿的水蒸气流量为5-8m3/min。作为优选，蒸汽和喷雾加湿的水蒸气流量为6-7m3/min。水蒸气流量直接决定了铅膏中水分的供给量，水蒸气能够在铅膏干燥的过程中延缓铅膏的干燥速度，使得铅膏中水分含量保持在7-9％的时间范围尽可能延长，降低游离铅的含量。作为优选，具体固化工艺包括如下步骤：(1)第一段固化：温度55-60℃，湿度设置为99-100％，时间18-22h，风机转速开至24-26％，蒸汽和喷雾加湿打开；(2)第二段固化：温度55-60℃，湿度设置为96-99％，时间0.8-1h，风机转速开至100％，蒸汽和喷雾加湿关闭，持续进气；(3)第三段固化：温度55-60℃，湿度设置为99-100％，时间8.5-9.5h，风机转速开至24-26％，蒸汽和喷雾加湿打开，间断进气。采用此工艺，可以实现在10h内游离铅完成快速氧化及腐蚀层建立，整个固化室内游离铅含量大都在3-4％之间，合格率在98％以上，原来固化时间为20h左右，并且游离铅含量均在3.5-6％之间，合格率只有30％左右，本专利技术的固化工艺具有积极显著的进步意义。一种包含所述固化工艺制备极板的铅酸蓄电池。采用该极板制备的铅酸蓄电池具有较好的电化学性能，提高了极板的一致性，减少了电池早期容量衰减现象，电池循环寿命较之前提升10％。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，其特征是，在极板固化过程中增加干燥步骤，来优化游离铅的氧化过程：Pb+1/2O

【技术特征摘要】
1.一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，其特征是，在极板固化过程中增加干燥步骤，来优化游离铅的氧化过程：Pb+1/2O2=PbO。


2.根据权利要求1所述的一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，其特征是，具体固化工艺包括如下步骤：
（1）第一段固化：温度45-65℃，湿度设置为99-100%，时间15-25h，风机转速开至20%-30%，蒸汽和喷雾加湿打开；
（2）第二段固化：温度40-65℃，湿度设置为95-100%，时间0.8-1h，风机转速开至100%，蒸汽和喷雾加湿关闭，持续进气；
（3）第三段固化：温度45-65℃，湿度设置为99-100%，时间7-9h，风机转速开至20%-30%，蒸汽和喷雾加湿打开，间断进气。


3.根据权利要求2所述的一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，其特征是，开至100%的风机风速为3-5m/s。


4.根据权利要求2所述的一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，其特征是，步骤（3）间断进气为进气阀门设置为每分钟进气5-15s。


5.根据权利要求1所述的一种快速降低生极板游离铅含量的固化工艺，其特征是，极板的涂膏量为0.95-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫大龙，李娟，赵青，马洪涛，
申请(专利权)人：超威电源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33