[发明专利]一种铅酸蓄电池负极板的固化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池制造领域，具体涉及一种铅酸蓄电池负极板的固化工艺。

背景技术

铅酸蓄电池制造过程中，极板固化是主要核心之一，板栅在涂填铅膏后，只有通过固化工艺，才能使铅膏粒子互相联结形成连续坚实的骨架，并紧紧地附着在板栅上。极板固化的好坏直接影响电池性能指标、使用寿命，目前极板突出问题是极板强度差、极板指标一致性差等问题。

极板固化分为氧化和干燥两个阶段。氧化过程主要完成：(1)游离铅的氧化，提高活性物质的容量；(2)板栅筋条表面铅的氧化，增加板栅筋与活性物质之间的结合力；(3)碱式硫酸铅的再结晶，提高极板的强度。干燥过程主要完成极板的干燥，增强极板强度和形成多孔电极。

生极板固化是铅酸蓄电池生产过程中一个十分重要的工序，控制好固化温度、相对湿度以及固化时间是生极板固化工艺的关键。如果这些参数未有效控制，固化后生极板中的活性物质中将难以得到最佳比例的三碱式硫酸铅和四碱式硫酸铅混合物。

固化后极板中的游离铅含量要降到5％以下，最好是不超过1％，这部分游离铅只有被氧化成氧化铅后才能转变成活性物质。由于Pb(密度为11.34g/cm³)→PbSO₄(密度为6.32g/cm³)→PbO₂(密度为9.37g/cm³)的转化过程中体积变化很大，经过现有固化工艺固化后的极板在化成过程中由于极板内部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，会使活性物质的孔隙率降低，导致正极板化成时产生的氧气不容易传送到极板表面而溢出，并且在极板内部积累产生压力，这种带有压力的氧气从极板内部克服空隙中液体的阻力，向极板表面移动时具有冲刷作用，致使活性物质脱落，缩短电池的使用寿命。

分析传统固化方式的主要缺陷：(1)极板固化摆放方式为平放式，极板与极板之间间距较小，氧气进入传输慢、极板氧化放出热量难排除，导致极板氧化速度慢。(2)由于本身电池设计需求，负极板厚度较薄，在固化干燥过程中，因为摆放方式不合理、固化温度高，易造成极板弯曲。(3)固化室内极板上中下、左右、前中后极板在每个固化阶段，失水率和游离铅含量差距大，极板强度达不到工艺要求，造成报废率高。(4)固化干燥周期长，影响固化室周转，降低生产效率。

目前，许多厂家提出高温固化工艺技术，能够大大缩短工艺时间，但是现有高温固化工艺制作的极板存在活性物质结合强度不高，使用寿命短的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铅酸蓄电池负极板的固化工艺，通过优化氧化阶段的工艺参数，不仅缩短固化工艺周期，而且提高了极板活性物质的结合强度。

一种铅酸蓄电池负极板的固化工艺，将生极板垂直吊挂放置在固化室内，相邻生极板之间具有间隙，所述固化工艺包括氧化和干燥两个阶段，氧化阶段包括以下步骤：

初始步骤：保持固化室内温度在50℃，相对湿度不小于98％，时间3-5小时；

升温降湿步骤：每次升温3-5℃，降低相对湿度2％-4％，升温降湿后保持3-5小时，最终升温至60℃；

升温降温步骤：先升温，每次升温5-10℃，升温后保持4-8小时，升高至最高温度75℃，接着降温，每次降温3-5℃，降温后保持3-5小时，最低降至65℃，此步骤保持湿度不低于95％。

将生极板垂直吊挂，使相邻生极板之间具有间隙，这样的排布放置方式，保证每片生极板都能充分均匀地与氧气、水汽接触，生极板氧化释放的热量散失得更均匀有效。极板之间不会发生粘连或者弯曲变形，保证极板各项指标一致性。

为避免氧化或干燥过程中，因极板间距太小导致局部区域温湿度过低或过高，或者导致局部区域空气流通不畅，作为优选，所述相邻极板的间隙为5-10mm。

由于极板本身会发生氧化，放出大量的热量，为了避免生极板刚进入固化室因失水太快，造成极板表面开裂，固化工艺初始时，采用雾化水加湿，蒸汽加湿，循环风机高速运转，使得整个固化室内保持高湿度。初始阶段保持循环风机高速运转，优选的，转速在90％以上，主要保证极板间温湿度与固化室保持一致。

从50℃升温到60℃，降低环境的相对湿度，可以加速极板的失水，作为优选，升温降湿后极板内含水量控制在7～9％。当极板铅膏中保持7％左右水份时，达到游离铅氧化和板栅表面腐蚀的最佳条件。