一種鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法

2023-06-10 10:23:46

專利名稱：一種鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法。
鉛酸蓄電池廣泛應用於汽車、郵電通訊、電力、備用電源等各種領域。鉛酸蓄電池的生產目前有兩種方式，一種是塗膏平板式，一種是管狀灌粉式。塗膏方式生產以其容量大、比能量高等優點佔整個生產方式的95％以上。塗膏式工藝中鉛膏的和制是蓄電池生產最關鍵的過程，鉛膏的配方和生產工藝很大程度上決定了鉛酸蓄電池的性能，是鉛酸蓄電池製造的技術核心。塗膏式工藝是基於用鉛粉、水、硫酸、添加劑和製成鉛膏，將其塗在板柵上，構成活性物質的基礎材料，然後經化成生成活性物質。目前及過去和制鉛膏的過程均採用30～45℃的低溫，經X光衍射分析發現，低溫和制的鉛膏成份為三鹼式硫酸鉛3PbO·PbSO4，這種鉛膏塗在正板柵上，經化成生成的活性物質結合力較差，易軟化脫落，且使用這種鉛膏的蓄電池會出現早期容量衰減問題，使蓄電池壽命提前終止；即使不出現早期容量衰減問題，蓄電池的壽命也短，不能滿足汽車工業發展的需要。
本發明就是克服上述缺點，提供一種鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，使採用該生產工藝和制的鉛膏的蓄電池能有效延長壽命。
本發明的技術解決方案是一種鉛酸蓄電池正板鉛膏的生產工藝將技術指標要求PbO含量為73％～85％的鉛粉放入攪拌式合膏機中，同時加入0.02％～0.08％(含量百分比以與鉛粉重量比計算，下同)纖維，攪拌均勻後，加10％～13％的純淨水攪拌均勻，然後以噴淋狀加入濃度為1.40g/cm3的硫酸8％～9.5％，邊加邊攪拌，其特徵是加入硫酸後7分鐘以內，溫度應控制到70～95℃，優選溫度範圍為75～85℃，恆溫攪拌15～35分鐘。然後降溫到30～45℃，即可得到這種鉛酸蓄電池正板鉛膏。
由於本發明生產出的鉛酸蓄電池正板鉛膏除含三鹼式硫酸鉛3PbO·PbSO4成份外，還含有適當比例的四鹼式硫酸鉛4PbO·PbSO4成份，化成後4PbO·PbSO4比3PbO·PbSO4產生更強、更長的針狀晶體，而且互相交錯，構成了活性物質的骨架結構，可以增大極板強度，延長蓄電池的循環使用壽命。塗有此鉛膏的生板成份發生了變化，結構發生了很大的改變，化成後，大、小結晶分布合理。小結晶有很強的活性，大結晶可保證極板的強度，且正極板使用此鉛膏的蓄電池極板活性物質的利用率高，使電池既具有較高的初始容量，又使其有很好的壽命，能有效的防止蓄電池的早期容量衰減。蓄電池使用壽命的試驗方法(用6-QW-60電池試驗)，在40℃的水浴中，①用15A放電2小時；②用16V恆壓15A限流充電5小時；③上述①②構成一個循環，當放電時電壓低於10V時，為壽命終止。按以上試驗方法試驗表明採用高溫和制出的鉛膏比採用低溫和制出的鉛膏的蓄電池壽命可平均延長30％以上，且電池有較高的初始容量。從

圖1所示的高溫合膏與低溫合膏壽命比較圖可看出採用高溫比低溫和制的鉛膏的蓄電池循環壽命可延長90次。用以下方法試驗①20小時率容量，在27±5℃的環境中，以3A放電至10.5V，放出的容量。②-18℃的環境中放置20小時，取出後立即用280A放電，記錄30秒、150秒的放電電壓。試驗結果表明，採用高溫和制的鉛膏比低溫和制的鉛膏在初期性能上相同。由以上表明採用高溫和制鉛膏的蓄電池能很好地滿足汽車工業發展的需要。
下面結合具體實施例詳述本發明實施例1將50kg的鉛粉(含PbO73％～84％)放入帶有熱交換器的合膏機中，同時放入0.02kg的纖維，開動攪拌機，在攪拌鉛粉的同時加入6kg的純淨水，攪拌20分鐘，然後以噴淋狀加入濃度為1.40g/cm3的硫酸4.5kg，邊加邊攪拌，加完酸後再攪拌5分鐘，並在合膏機熱交換器控溫下達到70℃，恆溫攪拌35分鐘後，通過熱交換器降溫達到35℃，測量視密度可達到4.1～4.2g/cm3，這時即可從合膏機中出鉛膏，這種鉛膏可進行塗板。與普通負板配組生產6-QW-60電池，採用這種鉛膏的蓄電池測20小時率容量為73.68Ah，然後在-18℃、280A下測放電電壓30s為9.91V；150s為9.4V；再測一個20小時率容量為72.63Ah，之後進行蓄電池的壽命試驗，達到192次。
實施例2按實施例1所述的工藝過程和制的鉛膏，只是改變其溫控溫度70℃為80℃，溫控時間35分鐘為30分鐘。與普通負板配組生產6-QW-60電池，檢測使用這種鉛膏的蓄電池20小時率容量為72.50Ah；-18℃，280A放電電壓30s為9.95V；150s為9.45V；再測一個20小時率容量為71.41Ah；進行蓄電池壽命試驗達到217次。
實施例3按實施例1所述的工藝過程和制的鉛膏，只是改變其溫控溫度70℃為85℃，溫控時間35分鐘為25分鐘。與普通負板配組生產6-QW-60電池，檢測使用這種鉛膏的蓄電池20小時率容量為74.32Ah；-18℃，280A放電電壓30s為9.83V；150s為9.29V；再測一個20小時率容量為72.56Ah；進行蓄電池壽命試驗達到208次。
實施例4按實施例1所述的工藝過程和制的鉛膏，只是改變其溫控溫度70℃為90℃，溫控時間35分鐘為20分鐘。與普通負板配組生產6-QW-60電池，檢測使用這種鉛膏的蓄電池20小時率容量為75.36Ah；-18℃，280A放電電壓30s為9.89V；150s為9.32V；再測一個20小時率容量為74.32Ah；進行蓄電池壽命試驗達到203次。
實施例5按實施例1所述的工藝過程和制的鉛膏，只是改變其溫控溫度70℃為95℃，溫控時間35分鐘為15分鐘。與普通負板配組生產6-QW-60電池，檢測使用這種鉛膏的蓄電池20小時率容量為73.47Ah；-18℃，280A放電電壓30s為9.82V；150s為9.25V；再測一個20小時率容量為71.50Ah；進行蓄電池壽命試驗達到189次。
權利要求
1.一種鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法將技術指標要求PbO含量為73％～85％的鉛粉放入攪拌式合膏機中，同時加入0.02％～0.08％(含量百分比以與鉛粉重量比計算，下同)的纖維，開始攪拌後，加入10％～13％的純淨水攪拌均勻，然後以噴淋狀加入密度為1.40g/cm3的硫酸8％～9.5％，邊加邊攪拌，其特徵是加入硫酸後攪拌，7分鐘之內溫度應控制到70～95℃，恆溫攪拌15～35分鐘，然後降溫到30～45℃，即可得到這種鉛酸蓄電池正板鉛膏。
2.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，其特徵是加入硫酸後攪拌7分鐘之內溫度應控制到75℃～85℃。
3.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，其特徵是加入硫酸後攪拌5分鐘溫度應控制70℃，保持這個溫度35分鐘。
4.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，其特徵是加入硫酸後攪拌5分鐘溫度應控制80℃，保持這個溫度30分鐘。
5.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，其特徵是加入硫酸後攪拌5分鐘溫度應控制85℃，保持這個溫度25分鐘。
6.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，其特徵是加入硫酸後攪拌5分鐘溫度應控制90℃，保持這個溫度20分鐘。
7.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，其特徵是加入硫酸後攪拌5分鐘溫度應控制95℃，保持這個溫度15分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種鉛酸蓄電池正板鉛膏的製作方法，它是在原生產鉛膏的工藝中將加入硫酸後溫度控制在30～45℃改進為70～95℃。採用本發明製成的正板鉛膏塗在正板柵後，蓄電池既具有較高的初始容量，又延長了蓄電池的平均壽命30％以上，且蓄電池的初期性能與使用以前工藝製作鉛膏的蓄電池的初期性能相同，且能有效地防止蓄電池的早期容量衰減。採用本發明製成鉛膏的蓄電池能很好地滿足汽車工業發展的需要。
文檔編號H01M4/62GK1395330SQ0112172
公開日2003年2月5日 申請日期2001年7月9日 優先權日2001年7月9日
發明者柴樹松, 劉建民 申請人:保定金風帆蓄電池有限公司