铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥
铅酸蓄电池极板制造工艺流程
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铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥
铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥技术生极板的固化、干燥是铅酸蓄电池极板制造过程中的一道关键工序，它直接影响到化成后极板的机械强度和电性能，关系到铅酸蓄电池的容量大小和寿命长短。
一、极板固化干燥的目的1、控制游离金属铅的含量2、碱式硫酸铅的再结晶程度3、内在结构强度4、板栅表面的腐蚀程度二、固化与干燥的现有技术工艺1、常温固化、干燥涂添后的极板在固化室温湿度下放置48h~72h，在此过程中要防止极板失水过多造成极板开裂，影响极板固化，同时要完成极板板栅的表面腐蚀（板栅在30℃下24h后开始表面腐蚀）。
此固化其温度为室温，基本上不加以控制，受室外环境温度的影响较大，季节将给室内固化带来较大的影响，且极板的干燥基本上是靠阳光晒和风干，其生极板的含水量更难以控制，其他组分的含量均不能达到技术指标要求，使得蓄电池容量、寿命均难得以保持。
2、蒸汽固化、干燥用水蒸气加热固化称为蒸汽固化。
蒸汽固化期间铅膏含水量不变，其原因：蒸汽固化用蒸汽直接加热，它既控制了温度又控制了湿度。
在RH接近100%时，铅膏中水分向外扩散的速度V扩很大，同时，室内的热水蒸汽向铅膏内部渗透，其速度V渗也很大，两者速度均会随温度升高而加快。
因此，铅膏含水量就会很快维持在一定的动态平衡中。
三、专利固化——全自动蒸汽、水、热风固化干燥经研究发现：1、涂添后的极板在固化的水分扩散渗透期间，一方面使合膏形成的尚未稳定的碱式硫酸铅再结晶，提高活性物质粒子间的内聚力，使铅膏物质形成牢固的胶体网状结构，此过程在自然固化时需48h~72h，蒸汽固化可以缩短至24h以内。
2、再结晶条件：再结晶作用发生在铅膏含水量大于5%时，为了达到较高的再结晶速率，必需使铅膏能在较长的时间间隔内保持5%以上。
其最佳的再结晶条件是：温度40℃~45℃；湿度RH接近100%；铅膏含水量11%；再结晶时间17h。
在水分维持动态平衡中，由于室内的热水汽溶有氧气，此热水汽向内部渗透，当渗透到板栅表面时使板栅氧化，发生微电化学反应如下：板栅由于真实表面积小，反应速度较慢，生成的PbO与铅膏中的PbO及碱式硫酸铅中的PbO形成共价键，从而增加了板栅与活性物质的附着力。
铅酸蓄电池固化干燥
固化干燥固化干燥即硬化脱水。
涂填后的极板其一方面水分过多，另一方面铅膏组织不稳定，因此要经过固化干燥工艺来使其硬化脱水，在完成铅膏的硬化脱水的过程的同时要实现铅膏中游离铅的氧化、铅膏与板栅的腐蚀结合、铅膏中碱式硫酸铅的再结晶以及多孔电极的形成等一系列的物化反应的目的。
一、极板在固化干燥过程中的物化反应涂膏后的极板经压实、淋酸及表面干燥后（固化的前期部分），要在一定的温度、湿度环境及固定时间条件中进行固化干燥，在这个过程中极板将发生以下物化反应：1、铅膏中游离铅进一步氧化成氧化铅：游离态的金属铅（Pb）只有被氧化成氧化铅（PbO2）后才能转变成活性物质。
否则过量的Pb会导致正极板在化成过程中，由于Pb—PbSO4—PbO2的转化过程中体积变化很大。
极板内部由于体积膨胀产生的应力会导致极板弯曲、活性物质脱落，同时由于活性物质体积的增加，会使活性物质孔隙率降低，导致正极板化成时产生的氧气不易传送到极板表面逸出，而是在极板内部积累产生压力，这种带有应力的氧气从极板内部克服孔隙中液体的阻力，向极板表面移动时具有冲刷作用，促进了活性物质的脱落。
在负极板中由于过量的游离铅高分散性地隐含在电化学反应生成的海绵状铅中，使活性物质不能形成质地均匀的物相，导致活性物质结构松散，强度差，容易脱落。
在固化过程中，极板必须具有一定的水分，且为了防止极板失水过快而要求具备较高湿度的环境条件。
一般情况下，在固化干燥后，极板游离铅的含量控制在：正极板游离铅含量小于2%、负极板游离铅含量小于4%。
正极板比负极板要求高是因为游离铅在正极板中起到的危害要大于负极板，且正极板是影响蓄电池初期容量与寿命的主要部件，因此要严格加以控制。
2、极板板栅表面生成腐蚀层：由铅锑合金或铅钙合金铸造成的板栅表面几乎都是金属的晶格，而极板铅膏是氧化物、碱式硫酸铅及铅的组合物。
为了很好地进行电化学反应，要求铅膏与板栅具有一定的结合力，且铅膏与板栅结合得是否牢固对极板的强度有极大的影响。
铅酸蓄电池固化与干燥
铅酸蓄电池固化与干燥
文章来源：
徐膏式极板经过涂膏、表面干燥，然后狂规定工艺条件下失水，可塑性铅膏定型，凝结成微孔均匀的固体，这一过程叫固化，而平时所指的固化是指表面干燥后极板的固化，这一阶段一般在固化室内进行，固化之后还要继续进行干燥。
阀控电他用较厚的极板的固化与干燥总历时一般在4天左右。
固化工序主要有以下几个作用：
生机板中Pb继续氧化为Pbo。
固化结束时正极活物质台钳置应在1％以下，负极应在5％以下，正极板要求含铅且较低，是因为过高台钳量，化成时Pb转化为Pbo2，体积变化较大，容易使活性物质疏松。
板栅表面铅的氧化，增强板栅筋条与活物质之间的结合力水
分蒸发，形成效体
网状微孔结构，并增加极板强度。
活性物质形成碱式硫酸铅
在铅酸蓄电池的制造过程中，生极扳的固化对蔷电池质量的影响很大，直接关系到电他的使用寿命与容量。
因此固化工艺的设计与控制显得极为重要。
铅酸蓄电池工艺概述
0.1C10 0.12C10 0.06C10
0
容放
0.1C10
充电
0.12C10
充电 抽酸充电
0.05C10 0.01C10
时间（h） 2—2.5 4 40 8 1 7 8 36 1
放电Байду номын сангаас终止电压
10h 4 1.5-4
四、注酸化成工艺
2、自动清洗及酸循环
铅酸蓄电池工艺概述
1
目录
一、铅酸蓄电池工艺流程图 二、极板制造工艺 三、组装制造工艺 四、注酸化成工艺
一、铅酸蓄电池工艺流程图
铅粉制造 和膏
丝网印刷
板栅制作
涂片 包片 极群焊接 （手工焊、铸 焊）
热封
制水 化成 冲洗
配酸 注酸 二封 配极柱胶
固化干燥 分片打磨 铅件浇铸
端子焊接 检漏 电池编码 极柱封胶 胶液固化 成品电池配组
二、极板制造工艺
2、和膏
正极添加剂主要是红丹、短纤维，负极添加剂主要木素、短纤维、导 电剂、硫酸钡等
干混5min
水混5min
加酸9~13min
酸混15min
干混过程：干混主要是将铅粉和添加剂进行干混，正负极添加剂不同 水混过程：加纯水与粉料混合，加水要快，水混时间要短 加酸、酸混过程：缓慢加入硫酸，控制温度不超过70℃ 铅膏制备后，主要控制表观密度和针入度。
穿壁焊和跨桥焊都将多个极群串并联在一起的过程，穿壁焊工艺首先需要在壳 体上打孔，然后用瞬间大电流通过对焊件将两个极群焊接在一起。跨桥焊则用特制 的小工装将两个汇流排的对焊件加紧，通过烧焊的方式将两个极群焊接在一起。
三、组装制造工艺
5、热封
热封工艺同我们现有工艺类 似，ABS材料壳盖的热封温度在 280~285℃之间，热熔时间和压合 时间在10~13s之间。当环境温度 低于10℃时，在热封前将上盖、 壳体在30-40℃环境中保温6小时 以上，再进行热封生产
100608 极板表面干燥和固化-干燥管理(培训资料)
固化 - 干燥的目的和作用
目的之一：游离铅的氧化
增加活性物质含量。 提高极板寿命。
请注意：游离铅过多，将严重影响极板后 期的寿命！！！
内部培训资料
固化 - 干燥的目的和作用
目的之二：板栅筋条的腐蚀
增强铅膏与板栅的附着力，防止铅膏脱落。 确保极板的放电性能，特别是正极板。
内部培训资料
固化室工艺控制中常见问题的处理方法 3. 固化室温度失控：
故障表现：固化室内温度持续增高，蒸汽不断外溢。 原因：蒸汽电磁阀失灵或有异物阻塞。
异常处理： （1）立即通知设备科相关人员到现场。 （2）立即停止固化程序，打开固化室降温。待温度符 合要求时，将固化程序控制由自动转为手动，启动喷 水加湿，直至故障修复。 （3）故障排除后重启程序，相应的固化时间要延长。 （4）如故障暂时无法排除，立即将极板转移到其他固 化室。
内部培训资料
正负极板固化 - 干燥工艺特点 正极板：极板内部水分缓慢降低。 负极板：极板内部水分持续快速降低。
请注意：负板在固化过程中的保湿比 正板更重要！
内部培训资料
固化室工艺控制中常见问题的处理方法 1. 固化室空房时的湿度和温度控制：
目标：湿度≥98%，温度≥20℃。 方法：（1）持续启动喷水加湿
内部培训资料
固化室工艺控制中常见问题的处理方法 4. 固化室的湿度和温度平衡失控：
此故障仅做了解，实际生产已彻底解决此问题。
故障表现：湿度低于设定值，温度高于设定值。 原因：（1）工艺温度和环境温度差异小。
（2）程序启动前，固化室内温度过高。 异常处理： （1）立即关闭自动程序，启动手动控制。 （2）立即通知技术部工艺员到现场跟踪处理。 （3）打开喷水阀和降温阀，启动风机慢速，持续1～3 小时以上重启自动程序。
铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法[发明专利]
![铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/38735cf59fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d6fb.png)
(10)申请公布号 CN 102903893 A(43)申请公布日 2013.01.30C N 102903893 A*CN102903893A*(21)申请号 201210395754.2(22)申请日 2012.10.18H01M 4/23(2006.01)(71)申请人双登集团股份有限公司地址225526 江苏省泰州市姜堰市梁徐双登科工园1号(72)发明人楼志强(54)发明名称铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法(57)摘要本发明公开了一种铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，包括极板的堆叠高度和极板堆的间隙。
极板的堆叠高度为7.5cm ～15cm ，极板堆上下及四周侧面的间隙为2cm ～5cm 。
该方法用于铅酸蓄电池极板固化干燥工序，既能合理利用极板固化过程的存放空间节省能源，又能使内部极板得到有效的固化反应和干燥，提高极板固化干燥效果。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页1/1页1.一种铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，包括极板的堆叠高度和极板堆的间隙，其特征是极板的堆叠高度为7.5cm ～15cm ，极板堆上下及四周侧面的间隙为2cm ～5cm 。
2.按权利要求1所述的铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，其特征在于所述极板堆按层摆放，层间隙为2cm ～5cm 。
3.按权利要求2所述的铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，其特征在于所述极板堆摆放层数为5层。
权 利 要 求 书CN 102903893 A铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法技术领域[0001] 本发明涉及一种适用于铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，属于铅酸蓄电池领域。
背景技术[0002] 铅酸蓄电池经过100多年的发展，目前铅酸蓄电池极板自动化生产水平提高迅速，极板涂片一般均提升为连续涂片方式，极板连续涂片后通过快速干燥烘道将极板表面烘干，为极板叠放式固化提供了可能。
铅酸蓄电池极板制造工艺流程
铅酸蓄电池极板制造工艺流程一、极板制造很重要哦。
铅酸蓄电池极板的制造可是相当关键的呢。
这就好比是给电池打造一个超棒的“心脏”。
要是极板制造得不好，整个电池的性能就会大打折扣啦。
它就像盖房子的地基一样，地基不牢，房子怎么能稳呢？所以我们得好好了解一下这个制造工艺流程。
二、铅粉制造环节。
这是整个极板制造的开头部分哦。
铅块要先经过专门的设备，把它变成超级细的铅粉。
这个过程就像是把一个大胖子变成好多好多小瘦子一样有趣。
制造铅粉的时候呀，设备得把铅块不停地研磨、搅拌。
铅块在里面就像在做一场疯狂的舞蹈，最后就变成了细腻的铅粉。
这个铅粉的质量可是很讲究的呢，它的颗粒大小得均匀，就像一群排列整齐的小士兵。
如果颗粒大小不均匀，那后面做出的极板就会有各种各样的问题，电池的寿命啊、性能啊都会受到影响。
三、和膏过程。
有了铅粉之后呢，就要开始和膏啦。
这就像是做蛋糕要把面粉和其他材料混合在一起一样。
铅粉要和一些添加剂混合，这些添加剂就像是做蛋糕的糖啊、油啊之类的。
它们能让铅膏有更好的性能。
在和膏的时候，要把铅粉和添加剂按照一定的比例搅拌均匀。
这个过程得特别小心，不能马虎。
要是搅拌得不好，铅膏的质地就不对啦。
就像蛋糕如果没搅拌好，里面就会有疙疙瘩瘩的东西一样。
搅拌好的铅膏应该是那种软软的、均匀的状态，这样才能保证后续极板的质量。
四、涂片操作。
和膏完成后就轮到涂片了。
涂片就是把铅膏均匀地涂在板栅上。
板栅就像是一个骨架，铅膏就是附着在这个骨架上的“肉”。
这个过程要涂得非常均匀哦，就像我们涂面包酱一样，不能有的地方厚，有的地方薄。
如果涂片不均匀，那极板在充电和放电的时候就会出现问题。
厚的地方可能会反应过度，薄的地方可能又反应不足。
所以操作涂片的工人得有一双超级稳的手，就像画家画画一样，每一笔都得恰到好处。
五、固化干燥。
涂好铅膏的极板要进行固化干燥啦。
这个过程就像是让小面团发酵再烘干一样。
在固化干燥的时候，要控制好温度和湿度。
合适的温度和湿度能让铅膏发生一些化学变化，让它变得更加稳定。
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铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥技术
生极板的固化、干燥是铅酸蓄电池极板制造过程中的一道关键工序，它直接影响到化成后极板的机械强度和电性能，关系到铅酸蓄电池的容量大小和寿命长短。
一、极板固化干燥的目的 1、控制游离金属铅的含量 2、碱式硫酸铅的再结晶程度 3、内在结构强度
4、板栅表面的腐蚀程度
二、固化与干燥的现有技术工艺
1、常温固化、干燥
涂添后的极板在固化室温湿度下放置48h ~72h ，在此过程中要防止极板失水过多造成极板开裂，影响极板固化，同时要完成极板板栅的表面腐蚀（板栅在30℃下24h 后开始表面腐蚀）。
此固化其温度为室温，基本上不加以控制，受室外环境温度的影响较大，季节将给室内固化带来较大的影响，且极板的干燥基本上是靠阳光晒和风干，其生极板的含水量更难以控制，其他组分的含量均不能达到技术指标要求，使得蓄电池容量、寿命均难得以保持。
2、蒸汽固化、干燥
用水蒸气加热固化称为蒸汽固化。
蒸汽固化期间铅膏含水量不变，其原因： 蒸汽固化用蒸汽直接加热，它既控制了温度又控制了湿度。
在RH 接近100%时，铅膏中水分向外扩散的速度V 扩很大，同时，室内的热水蒸汽向铅膏内部渗透，其速度V 渗也很大，两者速度均会随温度升高而加快。
因此，铅膏含水量就会很快维持在一定的动态平衡中。
三、专利固化——全自动蒸汽、水、热风固化干燥
经研究发现：
1、涂添后的极板在固化的水分扩散渗透期间，一方面使合膏形成的尚未稳定的碱式硫酸铅再结晶，提高活性物质粒子间的内聚力，使铅膏物质形成牢固的胶体网状结构，此过程在自然固化时需48h ~72h ，蒸汽固化可以缩短至24h 以内。
2、再结晶条件：再结晶作用发生在铅膏含水量大于5%时，为了达到较高的再结晶速率，必需使铅膏能在较长的时间间隔内保持5%以上。
其最佳的再结晶条件是：温度40℃~45℃；湿度RH 接近100%；铅膏含水量11%；再结晶时间17h 。
在水分维持动态平衡中，由于室内的热水汽溶有氧气，此热水汽向内部渗透，当渗透到板栅表面时使板栅氧化，发生微电化学反应如下：
阳极：板栅Pb →Pb 2++2e
}
→Pb(OH)2→PbO+H 2O(扩散出去) 阴极：1/2O 2+H 2O →2OH-2e
板栅由于真实表面积小，反应速度较慢，生成的PbO 与铅膏中的PbO 及碱式
硫酸铅中的PbO形成共价键，从而增加了板栅与活性物质的附着力。
在此过程中热水汽渗同时透到铅膏内的游离铅小颗粒上使其氧化，由于铅膏含水量大（H
2
O=11%）反应速度也较慢。
干燥固化：此时往固化室内鼓入热风加热，加热温度应小于115℃。
为确保再结
V
扩
稍
大于V
渗
表面的水
气溶于水中，
含量达到正极板<
循环气
循环气
以上是该专利的固化室及工作原理图，该固化室可以使用砖砌、浇注的平房，也可以是钢结构的隔热房，根据固化工艺的需要和进板时间的限制，采用尺寸为长
循环气
7m;宽3.5m;高2.8m ；体积70m 3±5m 3,长、宽可在维持高度2.8m 的基础上适当调整。
工艺要求： （1）保湿固化
此阶段温度温度40℃~45℃；湿度RH 接近100%；24h 。
此阶段将完成碱式硫酸铅再结晶，完成板栅部分氧化、游离铅部分氧化。
工艺要求：
极板进入固化室前，固化室的地面、墙面应临水湿润，确保湿度接近100%，此保湿固化以蒸汽加热为主，通过固化室顶部两侧面的雾化喷嘴喷入水蒸汽，通过鼓风机将固化室内的水蒸气由固化室顶部抽出，从底部鼓入，反复循环，使得固化室内的极板均匀接触蒸汽，喷入水蒸气的量以固化室温度在40℃~45℃为标准，固化室内的湿度可用安装在固化室顶部的排湿风机调节。
此保湿固化阶段优选的：分2个阶段，工艺流程和技术指标如下表：
（2）氧化固化
降湿/热风氧化阶段，在此阶段加热方式由蒸气过度到热风，湿度由99%降至75%，使得水份蒸发速度变快，氧化过程加快，放出的热量大，随氧化的进行其氧化速度越来越放缓，为达到铅膏因板栅氧化发热失水与固化室内蒸汽补水的
排湿水蒸汽暖气片
平衡度，使生极板缓慢失水，其室内湿度应逐渐降低。
在此阶段可以看到极板的板面、极耳明显的发黄，从固化室门口往里即可看到杏黄色。
待干燥完成后极耳
（3）干燥固化阶段
干燥固化主要控制铅膏水份的蒸发速率，以保证胶体网状结构由湿态逐步过渡到干态，板栅表面腐蚀程度进一步加强，极板游离铅含量逐步下降到工艺值（含水量愈高，游离铅含量相对也较高）。
要求生板铅膏含水量低于0.5%，高于这个数值化成比较难熟，负板脱皮、气泡、正板花片、掉膏等，使蓄电池初期容量下
注：干燥固化的第一阶段是极板固化的关键阶段，经研究发现此阶段如不经本发明的工艺处理，将会给极板强度带来很大影响，轻则造成极板裂纹、极板活性物质疏松，使极板的寿命降低。
重则造成极板脱粉蓄电池短路报废。
此阶段的关键是停温保湿，目的是在极板进入干燥阶段前，使极板内外水分自然平衡。
四、本发明的关键技术
1、固化室的结构及为达到高质量极板的固化要求，使用喷入水雾、热蒸汽、热风和合理的抽湿。
2、发明合理的固化工艺完成极板碱式硫酸铅再结晶、游离铅的要求指标、极板板栅的腐蚀与铅膏中的PbO及碱式硫酸铅中的PbO形成共价键，使铅膏活性物质结构致密，强度最大，增大蓄电池的容量和寿命。
固化干燥全过程工艺如下表：
五、现有固化与专利固化的性能比较（以12V100Ah蓄电池为例）。