铅酸蓄电池生产工艺培训

化成
• 化学反应：PbO+H2SO4─→PbSO4+H2O • 电化学反应： • 正极板PbSO4─→PbO2；负极板PbSO4─→Pb。
电池的失效模式
因此需要控制反应锅的温度范围为。在这 种情况下，可形成少量的(约<15%)O-PbO,这 对随后的电池参数实际上无多大影响。
• 以O-PbO制得的正极板与t-PbO制得的正极板比 较，只具有较短的循环寿命和较低的极板容量。 因此，电池制造中，最好采用t-PbO作为制备 极板的原材料。
• 颗粒的大小对铅酸电池的初始性能起着十分 重要的影响。如果粉末太细，其初始容量虽然 相对较高，但在一点循环之后，容量开始下降。 反之，当铅粉为较粗的颗粒，初始循环时，容 量较低，随后逐渐增加到一最大值，此后开始 进一步下降。
铅酸蓄电池生产工艺培训
1）质量是生产出来的，不是检验 出来的。 2）电池生产中，细节决定质量， 关注并做好每一步每个细节。 3）不接受上到工序的不合格品， 不把本工序不合格品流入下到工序。
铅酸电池简介
• （-）Pb|H2SO4|PbO2(+)
• 电池总反应：
• Pb +PbO2 + 2H2SO4
2PbSO4+2H2O
• 高温固化形成较多的4PbO ·PbSO4 (4BS)，化 成时4BS 转化成的微密的晶体较大的α PbO2 结构，可以使电池有较长的循环寿命 和较高的后期容量。而在电池的Байду номын сангаас放电使 用寿命中，α - PbO2 最后都将转化为β PbO2
装配
• 烧焊，汇流条，极柱氩弧焊 • 热封： 温度、时间 • 检漏： 压力，时间
固化与干燥
• 一、铅膏中游离铅进一步氧化成氧化铅， 二、极板板栅表面生成氧化铅腐蚀层，增 强板栅与活性物质的结合力
• 三、碱式硫酸铅的再结晶， • 四、铅膏的脱水硬化及多孔电极的形成。
固化湿度和温度
• 1）固化中湿度对铅膏氧化的影响：铅膏中保 持7～8%的水份时，铅的氧化速度最高。湿度 越大铅的氧化速度越快。游离铅的氧化需要氧 气，要适当的补充客气。
• 电池的放电产物可以通过充电的方法使其 还原。
• 充放电过程是一个电能和化学能相互转换 的过程
板栅铸造
• 主要参数： • 温度： 铅锅、输铅管、铅勺、模温。 • 铸板速度 • 喷模，做模。
板栅
• 板栅合金：合金的选择主要是围绕着：增 加机械性能，降低腐蚀，增加导电性。
• 纯铅： SBS电池。耐腐蚀，自放电小。可以 做成很薄的极板，充电快。 缺点： 比较软，机械性能差 Pb-Sb 合金： 机械、铸造性能好。 缺点： Sb 在使用中会迁移到负极，降低
H的析出电位，造成试水。所以在电池使用过 程中要加水维护。
板栅
• Pb-Ca 合金：可以做成免维护电池。 • 缺点： 存在无Sb效应，深循环性能较差。
• 板栅的硬化
板栅的检验
• 1）工艺参数检查：温度，速度。 • 2）外观检查：飞边、断筋，收缩，夹渣等
缺陷。 • 3）重量及尺寸 • 4）酸蚀和晶粒检测。
铅粉生产
• 铅粉生产主要有： • 球磨法，气相氧化法（巴顿法） • 巴顿法的优点：能耗小，产量大，操作容
易，污染小。 • 铅粉的检测：视密度，氧化度，酸吸收，
颗粒度。
• 铅粉形态：
铅粉
• T- PbO 正方晶系；O- PbO 斜方晶系
• 岛津球摩：100% α- PbO ，呈鳞片状
• 巴顿式：含有大约15% β- PbO ，呈球状
和膏与涂膏
• 正极和膏：配方加料速度，搅拌时间，峰值温 度和出锅温度。
• 铅膏视密度：视密度是指单位体积铅膏的重量， 它与铅膏中水和硫酸的用量有直接的关系。水 和酸越多，视密度越低。
• 工厂正膏的视密度为4.25-4.39g/cm3，负膏的 视密度为4.25-4.39g/cm3。
• 视密度对正极铅膏影响较大，视密度越低，孔 率越高，其利用率也高，初期容量也高；但活 性物质容易脱落，对寿命不利。
• 负极和膏: • 负极添加剂
• 无机添加剂：BaSO4, 炭黑 • 有机添加剂：木素，腐殖酸
和膏与涂膏
• 控制和膏和出锅温度：合膏温度超过40℃ 主要生成四碱式硫酸铅(4PbO·PbSO4)，合膏 温度低于40℃主要生成三碱式硫酸铅 (3PbO·PbSO4·H2O)；。
• 加酸速度和搅拌时间都对铅膏质量有影响。
负极添加剂的作用
• BaSO4与PbSO4的晶格参数很接近，BaSO4 在负极中高度分散，在放电时BaSO4充当 PbSO4的结晶晶种，降低PbSO4结晶时的过 饱和度，防止负极的钝化。充电时使生产 的海绵状铅具有高度的分散性，防止其收 缩。
• 有机膨胀剂：吸附在活性物质表面上，降 低电极/溶液界面的自由能，阻止海绵状铅 的表面收缩。
• 2）碱式硫酸铅的再结晶要在极板含水量为5～ 6%的条件下才能显著进行，因而在固化过程 中极板必须在较长时间内保持含水量在5%以 上，所以固化室的环境湿度要达到95%以上。 三碱式硫酸铅和四碱式硫酸铅为相互交联的纤 维状结构，对极板的强度起着重要的作用，固 化不好的极板容易脱粉。
固化与干燥
• 低温固化形成3PbO ·PbSO4 ·H2O(3BS)，3BS 化成得到的正极活性物质为较细颗粒的β PbO2 结构，可以使电池具有较高的初容量。
低温低压下稳定，但在较高温度下会发 生晶形转化，转化温度为486~489℃，
热效应为1.35kJ/mol 快速冷却时，它可能保持不变或继续在
低温下存在，但最终会在外来特理作用 的影响下，缓慢地转化成t-PbO
• Barton法可生产氧化度为70％~80％的铅粉。
在较高的反应温度下，氧化物几乎完全是 O-PbO。在低温下，t-PbO和O-PbO一同生成。 t-PbO是电池工业最可取的氧化物。因为氧 化必须在低于多晶转化温度(486℃)下进行，
• 反应锅温度设置在大约355～420℃
• 视密度：视密度与颗粒度和氧化度有关，
一般讲氧化度越高、颗粒度越细的铅粉， 其视密度越小。
• 酸吸收：是指铅粉与硫酸反应的程度。与 氧化度有定的正比关系。
t-PbO(tetragonal-) O-PbO(Orthorhomb-)
四方晶系、红色 正交晶系、黄色