铅酸蓄电池化成极板免水洗处理方法技术

本发明专利技术公开了一种铅酸蓄电池化成极板放电免水洗处理方法，依次包括配制处理液、排出酸液、添加处理液、放电、负极板处理、正极板处理、循环配制处理液等步骤。还公开了一种铅酸蓄电池化成极板反充电免水洗处理方法，依次包括配制处理液、制作处理槽缸、添加处理液、插入负极板、反充电、负极板处理、循环配制处理液、正极板水洗等步骤。本发明专利技术采用放电或者反充电的方法对化成极板进行处理，不需要水洗就能达到需要的处理效果。处理过程耗水量极低；并且可以实现循环使用，达到零排放效果，大大缓减了环保压力。极板在放电过程中生成ＰｂＳＯ↓［４］附着在极板孔表面，可以起到保护作用，防止负极板进一步氧化，从而达到提高极板干荷电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铅酸蓄电池化成极板处理方法，尤其是一种铅酸蓄电池化 成极板的免水洗处理方法。
技术介绍
在蓄电池生产中，化成是非常关节的一个环节，在这一过程中将完成由固化极板(生极板)的组成物质(Pb0 、 PbS04 、 PbO*PbS04、 3Pb0 PbS04 H20 、 4PbO PbS04 H20 )在稀硫酸溶液中，通入规定的电量，使其分别转化成正负 极工作活性物质的化学和电化学转变，即正极板上铅膏发生电化学氧化反应生 成Pb02，同时负极板上发生电化学还原反应生成多孔的海绵状Pb。极板化成分成 外化成和内化成，外化成即在组装前将极板装在化成槽中加入稀硫酸充电使其 转化成具有活性的正极和负极板，然后组装成蓄电池；内化成，是将生极板组 装成电池后，极板在蓄电池槽中加入稀硫酸充电，使其转化成具有活性的正极 和负极板。极板化成反应方程式第一步生极板中各产物浸入稀硫酸中，与稀硫酸反应生成硫酸铅Pb0+ H2S04—— PbS04 Pb0 PbS04+ H2S04—— PbSOa 3Pb0 PbS04 H20+ H2S04—— PbSO* 4PbO PbS04 H20+ H2S04—— PbSCX第二步极板进入化成槽中的电解液进行反应， 一段时间后，通入规定的 电量即将极板中生成的PbS04转化成正、负极活性物质 2PbS04+ 2H20 ^^Pb+ Pb02+ 2H2S04内化成由于普通内化成极板是装在电池槽内进行化成的，其稀硫酸(电解液)体积小，密度高，化成的电流小，因此所生成的正极活性物质中PPb02 含量较高，结合力小，强度较低。虽然可以达到很高的初始容量，但是对于深 循环使用是极为不利的，容易出现活性物质软化，造成蓄电池寿命短的故障。 另外，内化成生产的蓄电池极板存在不一致性，已经装到电池内，无法再挑选 剔除，因此，必须在生极板制造过程中以及内化成工艺中采取严格控制的方法 和改进措施才能达到良好的结果，生产控制难度增加，管理成本增加。如果采 用低密度酸内化成，可以生成较多的ClPb02，但是由于蓄电池体积小，酸量少， 活性物与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅后，电解液中的酸含量极低，PbSO,溶 解度急剧升高，扩散到正、负极板中间的隔板中，化成充电时靠近极板部位的PbS04会转化成导电能力强的Pb (负极附近)和Pb02 (正极附近)，很容易发生短路现象；如果增加化成电流，也可以形成强度较高的活性物质，有利于寿命 延长，但是由于化成效率大大降低，蓄电池散热条件差，会出现化成温度超高 的现象，引起电解液电解量蒸发量加大，活性物严重膨胀，甚至脱落，反而影 响蓄电池寿命，同时温度超高时甚至发生外壳变形。另外内化成需要充电时间 很长，生产场地大大增加才能满足生产产量，不利于工厂大批量生产。外化成外化成极板仍然是汽车、摩托车、船用蓄电池、电动车用蓄电池厂家的主要极板产品，而且随着发展，用户对高倍率起动电流和干荷电性能的 要求越来越高。负极板中残留的硫酸是造成极板氧化影响极板干荷电性能的主 要因素，传统的工艺要求，对负极采用大量的水进行冲洗，将负极板中的硫酸 冲洗掉，再浸渍硼酸做保护，最后将极板中水分快速干燥。正极板只需用水喷淋方式将极板表面的酸冲洗干净即可，负极耗水量约占总耗水量的75%。随着技术的发展由传统的只要求水洗负极板改为正负极板都要求水洗，有的提出对正 极板水洗工艺要求还高于负极板。这样一来，为了保证极板质量，必须在正、负极板化成后的水洗工序消耗大量的水，约占总用水量的90%以上。同时因为排废 水而严重污染环境，浪费日益减少的水资源。在铅酸蓄电池外化成极板的生产过程中，极板的水洗工序严重浪费淡水资源。同时清洗极板用水在循环使用过程中或排放过程中需要进行中和和分离出 重金属元素后才能排放，会大大增加费用。并且，随着经济的发展，人们的环 保意识逐渐增强，对蓄电池生产排放要求越来越高，甚至是"零排放"，要达到这一目标采用传统的外化成极板水洗处理方式是达不到要求的。内化成与外化成的区别(以6-DZM-10电动助力车用密封铅酸蓄电池为例)<table>table see original document page 6</column></row><table><table>table see original document page 7</column></row><table>上表结果显示内化成和外化成各有优缺点，外化成在质量控制和性能稳定 方面有较大的优势，有利于大批量生产，但是，由于外化成极板要保持良好的 干荷电性能和良好的电气性能，需要进行水洗，其用水量太大，会对水资源造 成巨大的浪费，并且对环境污染严重。经研究证明a)水洗正极板的放电时间明显长于不水洗正极板的放电时间。为了改进干 荷电性能，正极板应该水洗。(2)正极板水洗的PH值控制极为重要，PH值控制不适当，会直接影响干荷电 性能，为了保证干荷电性能在存放期间不失效，最好的办法是正极板水洗至PH 值5 7。目前，传统的化成极板处理方法有普通水洗法和循环水洗法两种。普通水洗法的工艺流程如图l所示，其处理过程为 负极水洗a)负极水洗池盛满清洁的洗极板水，上部有进水口，下部有排水口，并留有溢流口，化成结束停止充电，取出负极板将其放入冲洗池中，使极板分散在 水池中，从进水口，通入清水，并从出水口排出清洗后的水，使进水量略大于 出水量，以保证水洗池水位，这样极板处于活水冲洗状态，当极板表面PH大 于5为止，取出极板进入下序。(2) 负极板取出，进入60 7(TC饱和硼酸溶液中，浸渍15 30分钟。(3) 取出经过浸渍的负极板，置于极板架上，强风吹至表面干无水滴。(4) 进入烘房加热到70 85X:，并不断排湿，烘干时间12 20小时。 正极水洗(1) 化成结结束将正极板从化成槽中取出，挂在化成架上，用水喷淋冲洗， 将正极板表面的残留酸液冲洗干净。(2) 将极板滴至表面千。(3) 将表面滴千的极板置入正极熟极板烘房进行烘干(烘干房有排湿功能)， 烘干温度为6(TC 75i:，烘干时间12h 24h，水分达到O. 5%以下即完成正极烘 干。处理过程中所产生的废水处理将废水排入处理池中，用生石灰水或者NaOH 进行中和处理，再使用絮凝剂等使中和过程中的杂质沉淀，经过多级沉淀，水 质达到排放标准后，方可以排放到指定的排放口 。普通水洗法的优缺点其优点是工艺简单、成熟，水洗极板性能比较稳定， 化成负极板经过大量水洗后极板中的硫酸绝大多数被冲洗到水中，水洗后浸渍 饱和硼酸溶液，在极板表面形成保护膜，防止极板氧化，提高负极板干荷电性 能。缺点是需要消耗大量的水(如生产量为40万KWh/年的极板厂水洗极板耗 用水量为10万吨/年)，冲洗极板杂质有较高要求，如果没有处理措施，会造成 极板杂质超标，影响极板质量。大量的废水需要高昂的处理费用才能处理达标， 并且随时都会对环境造成较大的威胁。是一种急需淘汰的处理方法。循环水洗法的工艺流程如图2所示，其处理过程为 负极水洗(l)正、负极水处理系统结构原理基本相本文档来自技高网...

【技术保护点】
铅酸蓄电池化成极板放电免水洗处理方法，其特征是：依次包括如下步骤：　配制处理液（１１）：在处理液池中加入定量纯水，按照１％～２％的比例加入Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］，充分搅拌均匀得到Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液；　排出酸液（１２）：化成结束后打开化成槽底部的排酸阀，将化成槽缸中的酸液排至电解液密度调整池中，再用少量纯水将化成槽缸底部残留的酸液洗掉；　添加处理液（１３）：关闭排酸阀，打开处理液阀门，向化成槽缸中加入配制好的１％～２％的Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液，直到将正、负极板全部淹没；　放电（１４）：将化成充电电源置于放电状态，对化成极板进行放电，放电电流为化成最大电流的３０％～５０％，放电时间为２０～３０ｍｉｎ；　负极板处理（１５）：将负极板取出，浸渍硼酸溶液、吹干并烘干得到负极板；　正极板处理（１６）：将正极板从化成槽中取出挂在极板架上，将表面残留过多的水滴滴干，然后烘干得到正极板；　循环配制处理液（１７）：将化成槽中的Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］水溶液排出，进入中和池中，加入少量１０％ＮａＯＨ溶液，用压缩空气搅拌或者循环搅拌，并不断用ＰＨ试纸或者ＰＨ测试仪器，测量其ＰＨ值，ＰＨ值达到４～６时停止加ＮａＯＨ溶液，得到新的Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］水溶液，经沉淀池沉淀后进入处理液池中，测定浓度并调整其浓度为１％～２％，得到可以浓度稳定的处理液。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孝伟，
申请(专利权)人：刘孝伟，
类型：发明
国别省市：51[]