铅酸电池的极板制造(电池与储能技术)

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1、.铅酸电池的极板制造· · WrittenbyDataentryPublishedonTuesday,25June201301:51Hits:80    在Michael McDonagh第五部中，我们了解到制造活性物质的方法会影响电池的性能，方法适当与否可以实现最佳性能，也可能导致最差性能。     本文以严格客观的角度审视了制作活性物质的不同材料与方法。活性物质是提供电子的源泉，电池性能的保障，生产过程中这一工序的个体差异性比较明显。在这个阶段，各个公司凭借各自特有的经验与亲身经历，努力避免

2、发生类似错误，或凭借更优性能，更低成本，或独特优势使自己在竞争中脱颖而出。配料相似，设备相似，只是主厨不同。各个公司都努力说服购买者他们的独家秘方能够更好地满足客户的需要.     保证产品完好，性能优异，或形成某种理化结构，出现不可修复的问题，关键都在这一生产阶段。这些可能出现的问题包括容量低、冷启动性能低、内阻高、充电电压低、充电接收能力低，以及大量早期容量损失（无锑效应）。有些情况下，电池的好坏、合格与不合格之间差别非常之小，以至于很难区分。本文将讨论合膏、涂板、固化过程。     先看一

3、下铅膏、涂板、快速干燥过程，它们直接影响固化与化成，当然如果固化与化成过程本身执行不当的话，也会造成灾难性的后果，这将在后面的文章中详细讨论。     本文对不同材料、过程、设备功能对后续过程及最终产物的影响进行了分析。当今市场环境不断地给制造商施加电池定价压力。这就导致制造商将电池中铅材料的用量减至最低，同时严格控制生产容差。在这些糊化过程中，如果工艺参数未能得到很好的控制，性能出现差异可能意味着产品适用性出现偏差并且会面临一连串巨额保修索赔。     下文继续讨论过程控制、变量差异造成后果、

4、运行参数的精简化、特定应用的配料等内容。合膏生产     图1 涂板与关键控制点示意图...     图1 以简图的形式展示了从膏料混合到固化前的成品极板生产过程。该过程有几个关键控制点，以确保每个子过程的每一阶段都能提供一种子产物，其理化结构适用于下一个阶段的涂板过程。合膏阶段要求对各种成分的重量进行精确控制，以确保铅膏的密度和膨胀剂的配比适于电池的用途。酸的添加比例和合膏机的温度控制将影响到晶体形态的结构，从而影响涂板时铅膏的机械性能。这也是确定电池循环寿命和高倍放电能力的一个重要因素。事实

5、上，若合膏过程中温差超过10ºC，电池的寿命、可靠性就会受到影响，甚至导致理赔。      在铅膏斗中使用挤压滚进行涂板需要几个条件：适宜的湿度、温度、物理结构，这些条件可以实现涂板时所需的机械强度。湿度必须足够以实现物料的流动，在快速干燥结束时保持足够的水分，以确保固化过程不会受到影响。铅膏从混合釜落至合膏机膏斗时的温度是决定这一点的关键因素。      下一个过程-快速干燥的主要功能是干燥电池极板的表面，防止它们堆叠时粘在一起。而快速干燥过程在决定电池极板的湿度与活性物质结构方面也起着至关重

6、要的作用。它可以使活性物质收缩，脱离板栅，从而导致较高的接触内阻。干燥极中的温度与停留时间会影响电池极板的湿度，必须控制在上下限之间，从而确保固化成功。同样，置于架子上留有空隙间隔的电池极板不能长期留在固化室外，以防干枯。 合膏     该过程将形成活性物质基础的各种物料混合在一起。其目的是制造出具有适当机械性质与化学性质的铅膏，涂在板栅上。为实现这一目的，配有用于混合各种成分的合膏机、用于氧化铅的称重配膏斗以及用于添加酸与水的测量容器。这一过程通常是自动完成的，过程结束后进行人工质量检验。混合

7、过程中会产生大量的热，因此必须通过反应釜的空气对流或水冷却散热。通常情况下，混合过程是在包括水、酸、添加剂的一吨的膏斗中进行的。添加顺序如下：称量干氧化铅，将其分散于合膏器之中，将添加剂混合成干混合物，或是一个个添加，或是提前称量好，一起添加，然后添加称量好的水，混合几分钟，确保均匀分布。最后，缓缓添加酸，以避免局部作用，保证反应产生的热量不会过高。图2所示为一典型控制板，配有用于合膏过程的自动控制系统。  图2 自动合膏过程     合膏最常用的方法为：使用称重配膏斗添加氧化物和酸，使用人工称

8、重设备添加添加剂，或使用提前混合好的添加剂，使用流量计测量水的添加情况。氧化物、水、酸的混合物提供了合膏和固化过程所需的黏稠度和化学性质，这是电池电化学功能的基础。添加剂是碳黑、硫酸钡、木素的混合物，这些成分混合在一起能够延长电池寿命，提高性能。添加剂混合物的要求因应用而不同，取决于循环寿命、电量或比能量的重要程度。我们将分别讨论这些添加剂的效果，以及选择它们的原因。过程的化学反应      之前曾对关于酸、氧化物、水混合为铅酸电池铅膏所使用的各种工艺以及生成的产物进行过大量研究。正极板和负极板