连铸连轧式铅蓄电池板栅制造

连铸连轧式铅蓄电池板栅制造

一、技术介绍

“铅蓄电池极板清洁生产技术”是相对于目前在国内通用的“重力浇铸板栅”制造技术而言。先通过“铅带连铸连轧”技术将铅锭制作成连续的铅带，再通过“连续冲网（冲孔）技术”或“拉网技术”制造成板栅，然后经“双面涂板机”涂敷铅膏，最后制成铅蓄电池板栅。

全球一次电池市场占37%，二次（蓄电池）电池占63%。在二次电池（蓄电池）中，铅酸电池占88%，Ni-Cd电池占4%，Ni-MH电池占4%，Li-ion电池占4%。因此铅蓄电池在所有电池市场中所占比例为55%，此数据也说明了铅蓄电池所处的地位。

我国铅酸蓄电池产量约占世界产量的1/3，目前正以年均约20%的速度快速增长，出口量、出口额分别以每年高达29%和34%左右的速度递增，成为全球铅酸蓄电池的生产和消费大国。

铅酸蓄电池制造业的环境污染源，主要在铅烟、铅尘、污水和酸雾3个方面。上世纪80年代起日本、澳大利亚、德国、英国、法国和意大利的电池生产商都开始使用板栅绿色制造技术。欧美的主要蓄电池生产厂家也都采用了拉网板栅或冲网板栅制作极板后生产汽车蓄电池。但中国绝大多数厂家都采用重力浇铸板栅生产技术。

目前使用铸板机的工艺和生产技术在国外已经被淘汰：欧、美、日、韩电池厂家90% 以上是采用拉网式、冲孔式、连铸连轧等先进板栅和极板制造设备来制造板栅，只有不到10% 还使用铸板机为制造特殊规格的产品。原因是铸板机产生大量的铅烟（铸造温度450℃以上），铅损耗量（铅渣）在15—20%，对环境的污染非常严重。

而采用拉网式、冲孔式、连铸连轧等先进板栅和极板制造工艺基本无铅烟排放（工作温度为常温及350℃以下），可以控制铅渣＜3%，设备操作人员的数量降到1/10，生产设备可以完全实现密闭或在负压下运行。铅酸蓄电池极板制造新技术对环境无污染，对操作者无伤害，实现了极板制造的清洁生产。

二、铅酸电池极板制造清洁生产技术原理

1、技术原理

国际先进的极板制造技术——“铅蓄电池极板制造清洁生产技术”主要工序为冷加工（熔铅除外）。

铅液精确控制在接近熔点的温度范围（327~340度），然后经快速冷却获得结晶细化的金属结构；后续的连续压轧及拉网、冲孔等加工过程都是在室温下进行。

该工艺的实施避免了采用高温和对铅液的搅动，不会产生铅烟和铅渣，因此完全阻断了可能产生的铅烟排放，同时大大地降低了能耗和铅耗。

“铅蓄电池极板制造清洁生产技术与装备”包括密封铅槽、一体化铅炉、铅合金带连铸连轧成套设备、拉网设备、连续冲孔（网）设备、连续合膏装备、连续涂膏设备、板栅自动分切设备以及满足不同应用领域的铅酸蓄电池极板制造工艺等。

拉网式板栅设计制造技术适合用于生产负极板栅。该技术特点是：生产效率高，自动化水平高，生产成本低。适合于品种少、批量大的蓄电池生产。

冲网式板栅设计制造技术采用特定的连铸连轧技术和设备制造出连续铅带，然后将连续铅带通过不同冲孔（网）设备将铅带扩张制备成有特点网孔结构的连续网栅。由于连续铅带是采用特定的多次连轧工艺制备，可产生细致高密度金属晶粒结构，与传统浇铸板栅相比具有优良的机械性能和超强的抗腐蚀性能，因此

可以采用更薄的板栅取代传统的浇铸板栅：冲孔（网）板栅生产线可以制备厚度为0.6mm的薄板栅，可以同时用于正、负极板。

2、节能原理

由于铅带连铸连轧特殊工艺需要，熔铅温度通常为327—350℃，远低于重力浇铸温度（500—600℃）。

连铸连轧、拉网、冲孔均为冷加工，能耗远低于热加工。

以连铸连轧+拉网制造板栅为例，一套连铸连轧+拉网制造板栅产能约相当于十台重力浇铸设备，连铸连轧+拉网设备装机功率约150—200KW，而十台重力浇铸设备装机功率400—500KW，节约能源50%以上。

3、节材原理

以汽车起动电池板栅为例：重力浇铸板栅厚度大于 1.2mm，拉网和冲孔板栅厚度通常小于0.8mm板栅质量可减轻20—40%。

4、减少铅烟及铅渣排放

熔铅温度高于400℃时，开始产生大量铅烟，而铅带连铸连轧熔铅温度低于400℃；

节能型熔铅炉一体化设计，熔铅温度低，密封状态下使用，辅以缺氧措施，铅渣产生数量为重力浇铸50%以下。

5、操作工人远离铅烟污染

操作人员数量少，工人工作环境为冷加工状态。

三、国产设备

1、国产首台铅带连铸连轧设备用于卷绕电池生产

制造商：北京安偌德机电设备有限公司、营口安偌德机电设备有限公司

该设备2004年制造目前仍然在支持运行

2、出口印尼铅带连铸连轧设备

制造商：北京安偌德机电设备有限公司、营口安偌德机电设备有限公司

该设备用于卷绕电池，已使用5年。

3、出口日本铅带连铸连轧设备

制造商：北京安偌德机电设备有限公司、营口安偌德机电设备有限公司

该设备按照日本本土标准制造，明显特征是采用八次连轧，其中，最后两次

为精轧，保证了铅带厚度均匀性和致密性。

4、用于卷绕电池的冲网设备

制造商：北京安偌德机电设备有限公司、营口安偌德机电设备有限公司

5、用于汽车电池的冲网设备

制造商：北京安偌德机电设备有限公司、营口安偌德机电设备有限公司四、安偌德（ARD）介绍

营口安偌德机电设备有限公司专门从事铅蓄电池新工艺、新设备的研究、开发、制造。

营口安偌德公司的研发团队来自中科院、机械部国家级科研机构从事半导体工艺装备、电池工艺及装备研究的专业队伍，由机械制造、电器控制、计算机技术和电池技术等多名优秀专家及青年学者组成。公司现有教授级高工6人，博士3人，高级工程师及工程师1 5人，工人技师2人。高水平的研发队伍使营口安偌德产品具备了国际先进技术水平。

公司的先期研发团队-北京安偌德机电设备有限公司自2004年进入铅蓄电池板栅制造装备研究领域，并于2005年为国内电池生产厂提供了首台“连铸连轧铅合金带技术和生产线”，之后又为印尼、台湾、日本及中国大陆铅蓄电池厂家提供了多套ARD—CCRS系列生产线，用于生产不同种类和规格的铅蓄电池制造。

为响应铅蓄电池行业不同需求，公司在沈阳建立研发中心，兼有设计、装配、试验等综合功能。公司秉承“自主创新、自我发展、悉心研究、真诚服务”的理念，在中科院、哈工大、厦门大学、北京科技大学、辽宁科技大学行业专家的支持帮助下成为铅蓄电池清洁生产技术和设备的先行者。公司现已申请专利1O项，并拥有“铅蓄电池极板制造清洁生产技术与装备”全部自主知识产权。

铅蓄电池面临严重挑战，绿色制造是大势所趋。年轻的营口安偌德公司愿意肩负社会责任——“为传统电池实现绿色制造提供装备”。成为国内专门研制生产“铅蓄电池清洁生产技术及装备”的高技术企业。2011年，公司在营口高新技术开发区(国家级)进行“铅蓄电池制造清洁生产技术与装备”产业化和工程化建设，注册成立了“营口安偌德机电设备有限公司”，注册资金1000万元，新建厂房1.2万平方米，另有研发中心1000平方米。

由于电动车电池、汽车启动电池、密封电池、卷绕电池以及正在兴起的超级