一種鉛酸動力電池真空和膏工藝的製作方法

2023-12-02 11:19:21 2

一種鉛酸動力電池真空和膏工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，解決了現有技術的和膏工藝在和膏過程中無法精確控制鉛膏的和膏溫度，得到的鉛膏中成分比例失衡，結構組成不一致，使得鉛膏的初始容量與循環性能不夠理想的問題，本發明的和膏工藝包括加料、幹混、加水、溼混、加酸及攪拌，其中加酸和攪拌均分五步進行，在加酸時控制每步的加酸量合鉛膏溫度，並在加酸過程中使鉛膏在72~82℃保持4~6min以形成一個四鹼式硫酸鉛的生成階段，在攪拌時控制每步的攪拌時間和降溫速度，並在攪拌過程中使鉛膏在45~50℃保持0.5~1.5min以形成一個性能穩定階段。本發明的整體工藝步驟簡單，可操作性強，過程穩定可控，得到的鉛膏具有較好的一致性，初始容量與循環性能好。
【專利說明】 一種鉛酸動力電池真空和膏工藝

【技術領域】
[0001]本發明涉及鉛酸蓄電池【技術領域】，尤其是涉及一種鉛酸動力電池真空和膏工藝。
[0002]

【背景技術】
[0003]對於塗膏式鉛酸蓄電池來說，其生產過程主要由鉛粉製造、板柵製造、鉛膏和制、極板塗制、極板固化乾燥、極板化成及電池裝配等工序。在上述工序中，鉛膏的製備是鉛酸蓄電池生產過程中比較重要，而且比較複雜、較難控制的工序。鉛膏是鉛酸蓄電池的重要組成部分，其是由鉛粉、水、稀硫酸和添加劑在和膏機中混合而成的膏狀物，是電能和化學能相互轉化的載體，因此鉛膏性能的好壞直接決定了電池性能的好壞。
[0004]例如，申請公布號CN102074695A，申請公布日2011.05.25的中國專利公開了一種提高電池循環壽命的高溫和膏工藝，首先加75、0°C的去離子水，然後加入短纖維以及正極添加劑攪拌5?7分鐘，接著加入鉛粉攪拌1(Γ12分鐘，最後再慢慢加入稀硫酸攪拌8?10分鐘，完成和膏，待溫度低於45°C出膏。其不足之處在於，該和膏工藝中的加酸是一次性加入酸液，未對加酸速度進行控制，無法精確控制鉛膏的和膏溫度，得到的鉛膏中成分比例失衡，結構組成不一致，使得鉛膏的初始容量與循環性能不夠理想。
[0005]


【發明內容】

[0006]本發明是為了解決現有技術的和膏工藝在和膏過程中無法精確控制鉛膏的和膏溫度，得到的鉛膏中成分比例失衡，結構組成不一致，使得鉛膏的初始容量與循環性能不夠理想的問題，提供了一種工藝步驟簡單，可操作性強，和膏過程過程穩定可控，得到鉛膏性能佳的鉛酸動力電池真空和膏工藝。
為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，包括加料、幹混、加水、溼混、加酸及攪拌，加酸分五步進行:
(I)加入總酸量2(Γ30%的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在55飛(TC。本發明的和膏過程在和膏機中進行，和膏過程中的鉛膏溫度可通過加酸速度以及和膏機的真空度進行控制，該階段為初始階段，使鉛膏溫度開始緩慢上升，鉛膏的最終溫度可通過調整加酸速度以及和膏機的真空度來進行控制，該階段的真空度控制在28(T330Mba。
[0007](2)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在6(T70°C。該階段為溫度緩升階段，此時和膏機內鉛膏熱量逐漸上升，該階段的真空度控制在25(T300Mba。
[0008](3)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在f 2min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在78?82°C。該階段為連續升溫階段，由於熱量的逐步累積，和膏機內鉛膏熱量逐漸上升至78?82°C，此時鉛膏內四鹼硫酸鉛開始生成，該階段的真空度控制在210?260Mba。
[0009](4)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在78?82°C。該階段為保溫階段，此時和膏機內鉛膏溫度維持在78?82°C，鉛膏中的四鹼式硫酸鉛持續生成，形成活性物質的骨架，增強活性物質的強度，該階段的真空度控制在18(T230Mba。
[0010](5)加入剩餘量的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在78?82°C。該階段為持續保溫階段，降低鉛膏中的二氧化鉛的含量並進一步提高四鹼式硫酸鉛的含量，以提高鉛膏的初始容量和循環性能，該階段的真空度控制在160?210Mba。
[0011]攪拌分五步進行:
(a)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至65?75°C，降溫時間控制在0.5^1.5min。該階段溫度同樣通過真空度來控制，該階段的真空度控制在14(Tl90Mba。
[0012](b)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至55飛5°C，降溫時間控制在0.5^1.5min。該階段的真空度控制在12(Tl70Mba。
[0013](c)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至45飛(TC，降溫時間控制在0.5?1.5min。該階段的真空度控制在ll(Tl40Mba。
[0014](d)不斷攪拌並保持鉛膏溫度恆定0.5^1.5min。該階段為鉛膏的性能穩定階段，以使得鉛膏中的各種成分保持穩定並分布一致，得到的鉛膏均一性好，該階段的真空度控制在 9(Tl20Mba。
[0015](e)不斷攪拌待鉛膏最終溫度下降至40°C以下後出膏。該階段的真空度控制在9(Tl00Mba
作為優選，加料的具體步驟為:先將配方量中佔總鉛粉量一半的鉛粉加入和膏機中，待鉛粉平鋪在和膏機底部後再將添加劑加入和膏機中，最後將配方量中剩餘的另一半鉛粉加入和骨機中。
[0016]作為優選，幹混時間控制在3?5min。
[0017]作為優選，進水時間控制在15?45s。
[0018]作為優選，溼混時間控制在2?4min。
[0019]因此，本發明具有如下有益效果:
(O和膏過程中採用五步法進行加酸，加酸時通過控制每個步驟的加酸量、加酸時間以及鉛膏溫度，以有效控制鉛膏中各原料的反應速度和鉛膏的溫度，使得整個加酸過程穩定可控，並在加酸過程中使鉛膏在72?82°C保持Γ6π?η以形成一個四鹼式硫酸鉛的生成階段，得到的鉛膏初始容量與循環性能好；
(2)和膏過程中採用五步法進行攪拌，攪拌時通過控制每個步驟的攪拌時間、降溫速度，使得可以較為精確地控制鉛膏的溫度，並在攪拌過程中使鉛膏在45飛(TC保持
0.5^1.5min以形成一個性能穩定階段，以保證得到的鉛膏具有較好的一致性和結構組成；
(3)整個工藝步驟簡單，可操作性強。
[0020]

【具體實施方式】
[0021 ] 下面通過【具體實施方式】對本發明做進一步的描述。
[0022]實施例1
一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，包括加料、幹混、加水、溼混、加酸及攪拌，加料的具體步驟為:先將配方量中佔總鉛粉量一半的鉛粉加入和膏機中，待鉛粉平鋪在和膏機底部後再將添加劑加入和骨機中，最後將配方量中剩餘的另一半鉛粉加入和骨機中；幹混時間控制在3min ;進水時間控制在15s ;溼混時間控制在2min ;其中加酸分五步進行:
(1)加入總酸量20%的稀硫酸，加酸時間控制在2min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在55 °C ；
(2)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在2min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛骨的最終溫度在60 C ；
(3)加入總酸量15%的稀硫酸，加酸時間控制在lmin，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在78 °C ；
(4)加入總酸量15%的稀硫酸，加酸時間控制在2min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛骨溫度控制在78 C ;
(5)加入剩餘量的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在78 °C ；
攪拌分五步進行:
Ca)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至65°C，降溫時間控制在0.5min ；
(b)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至55°C，降溫時間控制在0.5min ；
(c)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至45°C，降溫時間控制在0.5min ；
(d)不斷攪拌並保持鉛膏溫度恆定0.5min ；
(e)不斷攪拌待鉛膏最終溫度下降至40°C以下後出膏。
[0023]實施例2
一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，包括加料、幹混、加水、溼混、加酸及攪拌，加料的具體步驟為:先將配方量中佔總鉛粉量一半的鉛粉加入和膏機中，待鉛粉平鋪在和膏機底部後再將添加劑加入和骨機中，最後將配方量中剩餘的另一半鉛粉加入和骨機中；幹混時間控制在4min ;進水時間控制在20s ;溼混時間控制在3min ;其中加酸分五步進行:
(1)加入總酸量22%的稀硫酸，加酸時間控制在2.5min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在56 °C ；
(2)加入總酸量20%的稀硫酸，加酸時間控制在2.5min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在6(T70°C ；
(3)加入總酸量20%的稀硫酸，加酸時間控制在Γ2π?η，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在78?82°C ；
(4)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在80°C ；
(5)加入剩餘量的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在80°C ；
攪拌分五步進行: (a)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至70°C，降溫時間控制在Imin；
(b)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至60°C，降溫時間控制在Imin；
(c)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至60°C，降溫時間控制在Imin；
Cd)不斷攪拌並保持鉛膏溫度恆定Imin ；
Ce)不斷攪拌待鉛膏最終溫度下降至40°C以下後出膏。
[0024]實施例3
一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，包括加料、幹混、加水、溼混、加酸及攪拌，加料的具體步驟為:先將配方量中佔總鉛粉量一半的鉛粉加入和膏機中，待鉛粉平鋪在和膏機底部後再將添加劑加入和骨機中，最後將配方量中剩餘的另一半鉛粉加入和骨機中；幹混時間控制在5min ;進水時間控制在45s ;溼混時間控制在4min ;其中加酸分五步進行:
(1)加入總酸量30%的稀硫酸，加酸時間控制在3min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在60°C ；
(2)加入總酸量25%的稀硫酸，加酸時間控制在3min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在70°C ；
(3)加入總酸量25%的稀硫酸，加酸時間控制在2min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在82°C ；
(4)加入總酸量25%的稀硫酸，加酸時間控制在3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛骨溫度控制在82 C ；
(5)加入剩餘量的稀硫酸，加酸時間控制在3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在82V ；
攪拌分五步進行:
Ca)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至75°C，降溫時間控制在1.5min ；
(b)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至65°C，降溫時間控制在1.5min ；
(c)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至50°C，降溫時間控制在1.5min ；
(d)不斷攪拌並保持鉛膏溫度恆定1.5min ；
(e)不斷攪拌待鉛膏最終溫度下降至40°C以下後出膏。
[0025]在本發明的真空和膏工藝中，通過對加酸和攪拌步驟的優化改進使得鉛膏的溫度始終穩定可控，可避免出現死膏現象。
[0026]通過本發明的和膏工藝得到的鉛膏內各組分分布均勻，一致性好，最後製得的極板的鉛膏中游離鉛含量< 2%，跌落掉膏<0.5%，且極板強度好、表面無脫粉現象，經過100%D0D循環壽命測試，電池循環性能提升15%以上，並且在電池壽命循環期間正極板活性物質無軟化脫落現象，有效提升了動力電池的使用壽命。
[0027]以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，並非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權利要求】
1.一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，包括加料、幹混、加水、溼混、加酸及攪拌，其特徵在於，加酸分五步進行: (1)加入總酸量2(Γ30%的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在55飛(TC ； (2)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在6(T70°C ； (3)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在f2min，加酸期間不斷攪拌並控制鉛膏的最終溫度在78?82°C ； (4)加入總酸量15?25%的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在78?82°C ； (5)加入剩餘量的稀硫酸，加酸時間控制在2?3min，加酸期間不斷攪拌，且加酸期間鉛膏溫度控制在78?82°C ； 攪拌分五步進行: Ca)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至65?75°C，降溫時間控制在0.5^1.5min ； (b)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至55飛5°C，降溫時間控制在0.5^1.5min ； (c)不斷攪拌並控制鉛膏最終溫度下降至45飛(TC，降溫時間控制在0.5?1.5min ； (d)不斷攪拌並保持鉛膏溫度恆定0.5^1.5min ； (e)不斷攪拌待鉛膏最終溫度下降至40°C以下後出膏。
2.根據權利要求1所述的一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，其特徵在於，加料的具體步驟為:先將配方量中佔總鉛粉量一半的鉛粉加入和膏機中，待鉛粉平鋪在和膏機底部後再將添加劑加入和膏機中，最後將配方量中剩餘的另一半鉛粉加入和膏機中。
3.根據權利要求1所述的一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，其特徵在於，幹混時間控制在3?5min。
4.根據權利要求1所述的一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，其特徵在於，進水時間控制在15?45s。
5.根據權利要求1所述的一種鉛酸動力電池真空和膏工藝，其特徵在於，溼混時間控制在2?4min。
【文檔編號】H01M4/20GK104241609SQ201410306507
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】張恭政, 徐丹, 項晨 申請人:超威電源有限公司