專利名稱：一種內(nèi)化成極板加壓固化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)化成極板固化工藝。
背景技術(shù)：
生極板固化是鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中的一個(gè)十分重要的工序。其固化效果直接影響鉛蓄電池的壽命及容量。生極板在固化的過程中，金屬鉛進(jìn)一步氧化生成氧化鉛的同時(shí)也形成三堿式硫酸鉛和一定比例的四堿式硫酸鉛，固化完成的極板在板柵表面腐蝕成氧化鉛，增強(qiáng)了柵筋與活性物質(zhì)的結(jié)合能力，因此，控制好固化室各階段的溫度、相對(duì)濕度以及時(shí)間是尤為關(guān)鍵的。由于生極板固化是一個(gè)蒸發(fā)水份的傳遞過程，在這個(gè)過程中既有物理變化又有化學(xué)變化，而且隨著傳遞過程的進(jìn)行不允許破壞膠體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)龜裂。與此同時(shí)必須保證此鉛膏膠體水份蒸發(fā)完畢之前很好地完成金屬鉛(游離鉛及板柵筋條表面的鉛)的氧化和各種堿式硫酸鉛的再結(jié)晶過程。因此，有效的控制好各階段水分及金屬鉛含量就顯得格外重要了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供提供一種內(nèi)化成極板加壓固化工藝，該工藝固化后的極板有著良好的強(qiáng)度，其各階段水分、金屬鉛含量數(shù)據(jù)曲線平穩(wěn)降低，有效改善了后期金屬鉛突降的現(xiàn)象。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種內(nèi)化成極板加壓固化工藝，其特征在于包括如下步驟:I)固化第I階段，溫度40_45°C，濕度99%，時(shí)間24h，風(fēng)壓OMpa，極板水分彡10% ；2))固化第2階段，溫度50_55°C，濕度98%，時(shí)間16h，風(fēng)壓0.3Mpa，極板水分9% ；3)固化第3階段，溫度50_55°C，濕度90%，時(shí)間15h，風(fēng)壓OMpa，極板水分7-9% ；4)干燥第I階段，溫度60_65°C，濕度60%，時(shí)間5h，風(fēng)壓-0.1 -0.2Mpa，極板水分 3-5% ；5)干燥第2階段，溫度65°C，濕度10%，時(shí)間10h，風(fēng)壓OMpa，極板水分0.5% ；6)干燥第3階段，溫度65_70°C，濕度< 10%，時(shí)間3h，風(fēng)壓-0.1 -0.2Mpa，極板水分0.3%ο作為優(yōu)選，在固化開始前，預(yù)先將固化室地面用水淋濕以免極板固化前失水加快。作為優(yōu)選，所述極板為厚度彡3mm的內(nèi)化成生極板。作為優(yōu)選，干燥第I及第3階段采用-0.2Mpa風(fēng)壓。本發(fā)明 固化2階段采用了正氣壓加壓固化的工藝，有效提高了固化室內(nèi)的溫度、濕度的一致性(此階段為了保證堿式硫酸鉛的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化，要求生極板必須處于高濕狀態(tài)，當(dāng)生極板內(nèi)部含水較多時(shí)，活性物質(zhì)中的毛細(xì)管和孔隙被水充滿，阻礙環(huán)境中氧的溶解速度，氧含量減少，減慢氧的擴(kuò)散速度.相應(yīng)地就減緩了板柵表面鉛的氧化腐蝕速度，因此設(shè)定0.3Mpa的氣壓，對(duì)固化室內(nèi)加壓、增氧，以確保固化室內(nèi)溫度、濕度均衡，同時(shí)也保證了固化前期有少量的金屬鉛緩慢氧化)。另外，本發(fā)明干燥I階段采用了 -0.2Mpa的微負(fù)壓干燥工藝，使其內(nèi)部富氧量不足，起到有效延遲金屬鉛氧化的速率。(此階段極板含水量在7-9%之間，此時(shí)金屬鉛氧化速度開始增加，當(dāng)鉛膏含水量低于7%時(shí)，鉛膏中的金屬鉛快速氧化完成，金屬鉛快速氧化的過程中會(huì)釋放大量的熱，使極板快速失水，不利于鉛膏中金屬鉛的徹底氧化，此階段采取微負(fù)壓的工藝來延遲金屬鉛的氧化速率，提高活物質(zhì)的強(qiáng)度及鉛膏與板柵的結(jié)合力、降低金屬鉛含量。)而且，本發(fā)明干燥3階段采用了 -0.2Mpa的微負(fù)壓干燥工藝，主要起到干燥階段徹底排濕的效果。
總之，通過以上工藝的合理匹配，得到了理想的3BS、4BS含量，既保證了電池的初容量，更加保證了電池的一致性及循環(huán)壽命。本發(fā)明工藝操作簡單、便于實(shí)際操作。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為固化溫度、濕度曲線 圖2為水分及金屬鉛下降曲線圖。
具體實(shí)施例方式首先對(duì)生極板固化機(jī)理說明:極板的固化是指涂膏后的生極板，經(jīng)過表面淋酸后，在鉛膏表面形成一薄層硫酸鉛膠凝的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在固化初始，鉛膏含水量大約在10%左右，鉛膏粒子相對(duì)松散，為了保證鉛膏的固化效果，要求在固化階段前期極板的失水量不超過極板總質(zhì)量的3%。同時(shí)促使固化室內(nèi)空氣強(qiáng)制循環(huán)，保證室內(nèi)各部位溫度及濕度均勻一致。在特定的溫度和濕度的環(huán)境中，使極板中的水份按照一定速度蒸發(fā)，增加極板硬度及機(jī)械強(qiáng)度，并保證生極板不出現(xiàn)裂紋。生極板的固化效果好與壞與生極板所含水份的失水速度有著直接關(guān)系。因此在確定固化工藝參數(shù)過程中，既要兼顧環(huán)境溫度和相對(duì)濕度對(duì)水份蒸發(fā)、游離鉛的氧化和板柵表面腐蝕的影響，又要依據(jù)生極板的厚度及相關(guān)特性，水份蒸發(fā)的這個(gè)物理過程中，由于水份分散在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙里，因而它從生極板的鉛膏內(nèi)部向外擴(kuò)散。為了防止水份的蒸發(fā)破壞生極板表面的膠凝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣就必須控制環(huán)境溫度和相對(duì)濕度，保證生極板表面水份蒸發(fā)速度與生極板內(nèi)部的水份擴(kuò)散速度相匹配。最終完成活性物質(zhì)的重結(jié)晶-氧化-干燥的過程及在板柵表面建立腐蝕層，得到合格、理想的極板。本發(fā)明內(nèi)化成極板加壓固化工藝具體內(nèi)容如下:1.進(jìn)片階段，為了保證溫度及相對(duì)濕度不超出工藝參數(shù)范圍，必須預(yù)先將地面用水淋濕，以免極板固化前失水加快；2.固化的第I階段，以促進(jìn)活性物質(zhì)結(jié)晶的結(jié)構(gòu)重建，為控制生極板表面與內(nèi)部溫度及保證生極板活物質(zhì)內(nèi)部水份擴(kuò)散速度略小于表面水份的汽化速度必須采取中溫高濕的固化工藝，總時(shí)間控制在24h左右，同時(shí)，循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不易過高，可以均勻保溫、保濕即可.
3.固化的第2階段，要對(duì)固化室內(nèi)通入正氣壓，已達(dá)到均衡溫度、濕度及增氧的目的。4.固化第3階段，使生極板活物質(zhì)內(nèi)部水份降到8%左右，從而盡快地達(dá)到游離鉛氧化和板柵表面腐蝕的最佳條件。生極板活物質(zhì)含水量在7 9%，才開始有明顯的氧化。利用這一特點(diǎn)，盡可能地延長此條件下的時(shí)間，經(jīng)過多次試驗(yàn)，將固化工藝的3階段參數(shù)確定為:環(huán)境溫度:50-55°C，相對(duì)濕度控制在90%:固化時(shí)間在15h，5.干燥第I階段為游離鉛氧化最激烈最完全的過程，當(dāng)生極板活物質(zhì)含水量低于7%時(shí),開始加劇,含水量在2-5%時(shí)，生極板表面汽化速度加速，使生極板快速失水,活性物質(zhì)中的毛細(xì)管和孔隙被打通，大量的氧可進(jìn)入空隙內(nèi)參與反應(yīng)，由于鉛的氧化釋放出太量的熱，加劇生極板表面的汽化速度，因此此階段采用微負(fù)壓來延長金屬鉛的氧化時(shí)間，使其氧化更徹底。6.在干燥的第2階段，為生極板完全脫水的過程，在干燥過程中，除去的生極板水份絕大部分都是以物理狀態(tài)通過表面張力存在于鉛膏內(nèi)部的滲合水，很小部分是介于物理及化學(xué)狀態(tài)之間處于微電荷作用下的吸附水，因此，其溫度、風(fēng)量大小、時(shí)間控制是關(guān)鍵的
三要素，7.在干燥的第3階段，也是鉛膏中3BS轉(zhuǎn)換成4BS的階段，要控制含水量在:正板≤0.3%;負(fù)板≤0.3%,且得到較好結(jié)構(gòu)的活性物質(zhì)，工藝設(shè)定溫度在60_70°C，同時(shí)附加微負(fù)壓來強(qiáng)制抽濕。下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)固化工藝參數(shù)列表如下:
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)化成極板加壓固化工藝，其特征在于包括如下步驟: 1)固化第I階段，溫度40-45°C，濕度99%，時(shí)間24h，風(fēng)壓OMpa，極板水分彡10%； 2))固化第2階段，溫度50-55°C，濕度98%，時(shí)間16h，風(fēng)壓0.3Mpa，極板水分9% ； 3)固化第3階段，溫度50-55°C，濕度90%，時(shí)間15h，風(fēng)壓OMpa，極板水分7-9%； 4)干燥第I階段，溫度60-65°C，濕度60%，時(shí)間5h，風(fēng)壓-0.1 -0.2Mpa，極板水分3-5% ； 5)干燥第2階段，溫度65°C，濕度10%，時(shí)間10h，風(fēng)壓OMpa，極板水分0.5% ；6)干燥第3階段，溫度65-70°C，濕度<10%，時(shí)間3h，風(fēng)壓-0.1 -0.2Mpa，極板水分0.3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的內(nèi)化成極板加壓固化工藝，其特征在于:在固化開始前，預(yù)先將固化室地面用水淋濕以免極板固化前失水加快。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)化成極板加壓固化工藝，其特征在于:所述極板為厚度(3mm的內(nèi)化成生極板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)化成極板加壓固化工藝，其特征在于:干燥第I及第3階段米用_0.2Mpa風(fēng)壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)化成極板加壓固化工藝，包括如下步驟1)固化第1階段，溫度40-45℃，濕度99%，時(shí)間24h，風(fēng)壓0MPa，極板水分≥10%；2)固化第2階段，溫度50-55℃，濕度98%，時(shí)間16h，風(fēng)壓0.3MPa，極板水分9%；3)固化第3階段，溫度50-55℃，濕度90%，時(shí)間15h，風(fēng)壓0MPa，極板水分7-9%；4)干燥第1階段，溫度60-65℃，濕度60%，時(shí)間5h，風(fēng)壓-0.1～-0.2MPa，極板水分3-5%；5)干燥第2階段，溫度65℃，濕度10%，時(shí)間10h，風(fēng)壓0MPa，極板水分0.5%；6)干燥第3階段，溫度65-70℃，濕度＜10%，時(shí)間3h，風(fēng)壓-0.1～-0.2MPa，極板水分0.3%。本發(fā)明既保證了電池的初容量，更加保證了電池的一致性及循環(huán)壽命。
文檔編號(hào)H01M4/21GK103219497SQ20131003694
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者周明明, 張森, 趙文超 申請(qǐng)人:超威電源有限公司