动力铅酸蓄电池的制造工艺精编版

动力铅酸蓄电池的制造

工艺

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动力铅酸蓄电池的制造工艺

（一）工艺流程

动力铅酸蓄电池的制造工艺流程大致可分为板极制造电池组装电池化成(或活化)与性能检测三部分，如下图所示：

（二）板栅制造

板栅是铅酸蓄电池的重要部件,既是集流体,起传导和汇集电流并使电流分布均匀的作用,又是活性物质的骨架,起支撑作用虽然各个厂家使用的板栅合金不同,但是正负极板栅的制造都以重力浇铸为主,还有连续冲扩拉网法连续铸造滚压法压延冲孔法织铅布法等板栅浇铸的工艺流程如下:铅合金锭浇铸→熔铅锅熔化→铅液注入板栅模具→打开模具→成形板栅脱模→切边→检验→时效硬化→待涂膏

浇铸板栅应注意如下质量控制步骤:开始浇铸板栅之前,必须取样分析熔铅锅中合金的成分是否符合工艺标准要求,不符合则要及时调整,合格后才能启动铸板机开始铸板;必须严格控制板栅的质量厚度和外观,不允许有气孔裂纹收缩毛刺断筋斜歪和夹杂铅渣等缺陷存在

（三）铅粉制造

铅粉制造是电极活性物质制备的第一步也是很重要的一步,其质量的好坏对电池的性能有很大的影响目前主要采用球磨法和气相氧化法来制造铅粉

1.球磨法采用岛津式铅粉机,实际上是一个滚筒式球磨机生产过程如下:将铅块或铅球投入球磨机中(不另外加球),由于摩擦和铅被空气中的氧气氧化成氧化铅时放热,使筒内温度升高,反应如下: +Pb→PbO+mol

只要合理地控制铅球量鼓风量,并在一定空气湿度下,就能生产出铅粉,铅粉实际上是氧化铅包裹金属铅的微粒

2.气相氧化法(也称巴顿法)所用的铅粉机叫巴顿式铅粉机,它将温度高达450℃的铅液和空气导入气相氧化室;室内有一高速旋转的叶轮,将熔融铅液搅拌成细小的雾滴,使铅液和空气充分接触进行氧

化,生成大部分是氧化铅的铅粉;将铅粉吹入旋风沉降器,以便降温并沉降较粗的铅粉;最后在布袋过滤器中分离出细粉下图为巴顿式铅粉制造系统流程图：

（四）铅膏的配置(和膏)

制造铅膏是极板生产中的关键工序正极板的铅膏是由铅粉5%～10%的红丹(Pb3O4)硫酸丙纶短纤维水和添加剂组成的正极板铅膏的添加剂主要是为了提高正极板活性物质的导电性,因为二氧化铅的导电性差,这类添加剂有各向异性石墨;还有的是为了改善电池的循环性能,如SnO2Sb3O4等金属氧化物可以提高活性物质与板栅界面腐蚀层的电子导电性,因而防止电池的早期容量损失加入红丹是为了加快化成速度,提高正极的空隙率,特别是对电池的化成(内化成)工艺短纤维的加入是为了增强活性物质之间的结合力,减少活性物质的脱落负极铅膏包括氧化铅粉硫酸水和添加剂负极添加剂中主要是膨胀剂,因为负极活性物质海绵状铅有高的比表面积,表面能高,处于热力学不稳定状态,在反复充放电过程中,还原为铅的再结晶时,表面有收缩的趋势,比表面积减小,活性降低为了防止负极的表面收缩,必须在负极添

加膨胀剂和膏工艺的操作顺序是加入铅粉(添加剂)开始搅拌后,先加入分散有短纤维的水,再慢慢加入硫酸,最后继续搅拌一段时间将铅膏排出和膏机和膏过程中将进行以下化学反应：

(1)铅粉加水后进行的反应:

PbO+H2O→Pb(OH)2

(2)加酸时进行的反应:

Pb(OH)2+H2SO4→PbSO4+2H2O

(3)加酸后继续进行的反应:

PbSO4+PbO→PbO·PbSO4

PbO·PbSO4+2PbO+H2O→3PbO·PbSO4·H2O

(4)氧化反应(和膏过程中始终进行):

+Pb→PbO

和膏作业是在和膏机中进行的，在设置好铅膏配方和加料程序后,和膏过程可自动完成,自动控制和膏的温度时间等工艺参数（五）涂板

对于涂膏式极板,生极板的制造大致包括涂膏淋酸(浸酸)压板表面干燥和固化等工序把铅膏涂到板栅上,称为涂膏或涂板,通常在带式涂板机上进行带式涂板机连续地完成涂膏淋酸压板三道工序淋酸是将密度为～cm3的硫酸喷淋到涂好的极板表面上,形成一薄层硫酸铅,防止干燥后出现裂纹,也可防止极板密排时相互粘连快速表面干燥是去掉生极板表面的部分水分,防止极板密排时互相粘连表面干燥后铅膏的含水率应控制在9% ～11%表面干燥是在隧道式干燥机中连续进行对于管式极板,则要把铅粉灌到套管中或是把铅膏挤到套管中,前者称为灌粉,后者称为挤膏

（六）固化和干燥

经表面干燥的极板,要在控制相对湿度温度和时间的条件下,使其失去水分和形成可塑性物质,进而凝结成微孔均匀的固态物质,此过程称为固化经过固化的极板具有良好的力学强度和电性能此外,固化还具有以下一些作用:

(1)使铅膏中残存的金属铅氧化成氧化铅,使铅含量进一步降低;

(2)在固化过程中,铅膏继续进行碱式硫酸铅的结晶过程,在较低温度下生成3PbO·PbSO4·H2O(3BS),温度高于80℃时有利于生成

4PbO·PbSO4·H2O(4BS);

(3)通过固化使板栅表面生成氧化铅的腐蚀膜,增强板栅与活性物质的结合;

(4)在保证前三个过程顺利完成后,脱掉极板中剩余的水分固化根据工艺条件不同分为低温固化中温固化和高温固化三种（七）电池的装配

电池的装配过程如下图所示：

由图可知,动力VRLA电池极板的生产过程与传统的富液式铅酸蓄电池有很多相似之处,但是在电池的装配工艺上有很大区别,体现了VRLA电池生产工艺的先进性