管式电池内化成--发表于蓄电池资讯.doc

管式蓄电池内化成工艺研究徐金祥 李亚宾 刘振斌山东鲁宇新能源科技有限公司,山东 聊城 252400摘要：管式蓄电池和电动车蓄电池的使用方式完全相同，只是管式蓄电池体积较大，无法成组（配组）包装出售，因此管式蓄电池在制造过程的一致性尤为重要我们采用对筋条的改进、灌粉视密度、浸酸一致性、中温固化、蓄电池内化成等特殊工艺设计，使管式蓄电池的一致性能够完全满足使用要求关键词：灌粉视密度；酸含量；中温固化；内化成Studies on the container formation processing for tubular battery XU Jin-xiang LI Ya-bin LIU Zhen-binSandong Luyu new energy Co.,Ltd.,Abstract: The tubular battery and the electrically vehicle battery's use way is completely same . Is big because of the tubular battery's volume Is unable the group packing sell. Therefore the tubular battery in causes in the process the sense of principle to be very important , We use to the edge improvement 、Fills the powder real density 、Pickling uniformity 、Middle temperature solidification 、container formation processing And so on special technological design ，Enables the tubular battery's uniformity to satisfy the operation requirements completely 前言随着国家对蓄蓄电池行业环保要求的提升以及行业本身的洗牌，在《铅酸蓄蓄电池行业准入条件》中明确规定；项目应采用无镉、无砷、内化成工艺。

因此蓄蓄电池内化成已成为必然趋势，在不久将逐步取代环境污染较大的外化成工艺众所周知，蓄电池内化成较外化成有许多明显的优点,特别是生产周期短、环境污染少、占地少、费工少另外；在生产过程减少了极板化成、浸硼酸、极板干燥等工序， 就是减少了极板的杂质污染，降低蓄电池的自放电但是，内化成相比外化成，工艺控制要求更严格，对生极板的品质要求较高在化成过程中易造成化成不彻底，粗大的硫酸铅晶体就很难在循环使用过程中转化，造成蓄电池容量衰减，寿命提前结束笔者对蓄电池内化成进行了较长时间的研究，今发表供同行探讨管式蓄电池正极板的制造流程及使用（均采用低锑六元合金）管式蓄电池制造流程；正板制造；铸板栅→切板栅→上护套→灌粉（挤膏）→塑料封底→浸稀硫酸→固化、干燥负板制造与涂膏式极板相同管式电池在使用中的组合一致性；管式蓄电池作为一种动力电源用于电动叉车和电动三轮车等，安装方式是单体蓄电池串联成48V和12V蓄电池串联成60V蓄电池组作为动力源使用，使用原理和电动自行车蓄电池一样，只是电动自行车蓄电池是贫液，管式蓄电池是富液或胶体，同样存在单只电池落后现象因此，管式蓄电池的一致性也同样很重要克服或减少单只落后是该电池必须做到的。

一、 管式蓄电池的设计1、 正板栅设计经解剖；筋条上的锥形（俗称喇叭口）下部腐蚀断筋是管式蓄电池寿命终止的主要原因之一，如图二这是因为在充放电过程中筋条至下而上的电流密度逐渐增大，在喇叭口下面的电流密度最大，受到电化学腐蚀最严重，长期充放电产生恶性循环，造成该处逐渐变细，最短时间3个月就断开因此，在管式板栅筋条的设计采用锥形设计原理，使筋条的每段电流密度相对一致，根据蓄电池的常规放电电流大小，筋条最大直径按0.05A/mm2的电流密度设计能符合要求，经使用18个月的蓄电池解剖，没有出现筋条抽细现象如图一 图一 图二2、活物质配比设计经解剖；负极活性物质硫化和膨胀脱落是蓄电池寿命终止的主要原因，长期以来，厂家设计时负极的活性物质和正极的活性物质比相对较少，在长期使用过程中造成负极活性物质膨胀脱落正确的正、负活性物质比是个重要参数，将负极活性物质稍许过量是可以改变以上不良状况的一个重要手段，笔者设计的产品正负活性物质比为1:0.75，经试验比较适合因此在设计上采用正极控制蓄电池容量的做法效果比较好3、灌粉量的设计有学者认为采用灌粉工艺制造的极板，其容量和寿命都比采用挤膏工艺制造的极板比较好【1】，且成本较低，笔者采用的是灌粉工艺。

经解剖；正极活性物质泥化也是蓄电池寿命终止的另一主要原因目前大多数厂家采用的是灌粉工艺，灌粉量的多少其实是根据铅粉视密度而定，大多数还采用高视密度的铅粉，笔者人为这是个误区，这样就很难控制管粉量，往往偏高，低视密度的铅粉往往达不到工艺要求的重量经过大量实验，灌粉实密度(灌粉后灌内铅粉的真实密度)控制在3.4g/cm3左右是比较理想的，但很重要的是每根管的铅粉质量要求一致，这一点要在生产过程中严格控制4、 配方正极铅粉配方；100Kg铅粉（视密度1.55-1.65g/cm3）+2kg活性炭负极铅膏配方；1000Kg铅粉（视密度1.45-1.60g/cm3）+8Kg硫酸钡（超细）+6Kg腐植酸（高能）+3Kg乙炔炭黑+0.8Kg短纤维+64Kg稀硫酸（密度1.40 g/cm3）+105Kg配方水5、 固化前浸酸的控制管式极板铅膏的含酸量是一个非常重要的技术参数【2】，对稀硫酸的酸量、浸泡极板数量以及浸泡时间等均要有明确的工艺规定，如果正极板中铅粉的含酸量不一致，给极板化成尤其是内化成效果的一致性产生致命的影响笔者对极板含酸量做了如下试验；（相同规格蓄电池、充放电程序一致）表1；C3放电容量表极板类型常温容量低温容量快速充电能力A168min86min143minB176min97min156minC189min104min165min注；A板为浸泡液量相同，浸泡时间一致，密度1.05 g/cm3。

B板为浸泡液量相同，浸泡时间一致，密度1.10 g/cm3C板为浸泡液量相同，浸泡时间一致，密度1.15 g/cm3从上表可以看出，极板酸含量对初期容量和充电接受的影响管式蓄电池作为动力蓄电池，其一致性很重要，在极板制造过程中的对一致性的控制尤为关键，管式极板的浸酸在整个制造过程是一个必须重视的细节，否则后果却很严重为此；笔者做了如下实验用稀硫酸（d=1.15g/ml 25℃时）加NaSO4浸泡生极板，只要浸泡大于一定的时间，且溶液溢过极板，其蓄电池的一致性都很好酸量相同，浸泡片数不同）表2；C3放电容量表极板类型常温容量低温容量快速充电能力浸泡片数A189min98min160min100片B188min99min156min50片C189min99min158min25片注；A板为浸泡时间4小时B板为浸泡时间8小时C板为浸泡时间12小时所以笔者认为浸酸时间在4小时为好，6、 极板固化、干燥很多企业采用的是正极板自然固化，对于外化成没有什么影响，对于内化成来说影响很大笔者也对自然固化的极板做了内化成实验，用同样的化成方法，蓄电池第三次容量只有设计容量的82%，循环5-8次以上才达到设计容量。

中温固化有利于3BS的形成，高温固化有利于4BS的形成【3】，但较难化成所以，如果4BS生成较多即使最小的管径（6mm）也很容易化成不透，采用中温固化对管式电池来说是比较适合的表3；极板固化参数表阶段时间温度（℃）湿度（%RH）一段固化640100二段固化2045100三段固化144095一段干燥25060二段干燥106540三段干燥870不加湿度，烘干为止正板按上述条件固化，一般循环3次就可达到设计容量7、管式电池内化成电解液密度越高越难化成管式蓄电池是富液式，采用二次灌酸才能保证化成彻底和电解液密度一致即用低密度稀酸进行化成，然后用高密度的稀酸调整成品蓄电池的电解液密度以12V100Ah（C3）为例整个内化成为3阶段×2的充电模式；前三阶段采取加入密度为1.10g/cm3的电解液，充电电流由低到高再降低的充电方法，充入电量为926Ah，时间胃42小时后三阶段采取加入密度为1.26g/cm3的电解液，仍然采取低到高再返回小电流的充电模式，充入电量为206Ah，时间为20小时充电完毕电解液密度为1.28g/cm3，解剖化验PbO2含量在76%电池出厂前将电解液密度调整到1.26g/cm3，前三次放电容量可达到设计容量的105%。

8、 电解液密度的设计适当降低电解液密度，用酸量来控制电池的放电容量可延长电池的使用寿命，经试验电解液密度以1.26g/ml为适宜三、结论1、管式板栅筋条采用锥形设计，使每段的电流密度均匀2、灌粉的实密度是个重要参数，以保证电池的容量和寿命3、极板浸酸的控制，确保极板含酸量的一致性4、采用低温固化，以保证化成彻底1】朱松然；《铅酸蓄电池技术》【2】桂长清《动力蓄电池》【3】朱松然《蓄电池手册》 联系人；徐金祥 13562003486。