CN104218223B - 一种动力铅酸电池极板高温固化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力铅酸电池极板高温固化工艺，其包括以下步骤：（1）中温高湿固化阶段；（2）高温高湿固化阶段；（3）中温高湿固化阶段；（4）中温中湿固化阶段。本发明对极板进行四阶段固化，工艺步骤简单，可操作性强，通过调节各阶段的固化温度、湿度和时间，使得整个固化反应过程平稳可控，可提高活性物质与板栅之间的结合强度并优化极板活性物质的结构，从而优化铅酸动力电池的初始容量，并有效提高其使用寿命。

Description

一种动力铅酸电池极板高温固化工艺
技术领域
本发明涉及动力铅酸电池制造技术领域，尤其是涉及一种动力铅酸电池极板高温固化工艺。
背景技术
目前在动力电池领域，电池的循环寿命大约在300次左右，用户在使用一年左右就需要对电池进行更换，造成资源的极大浪费并且电池在回收过程会造成环境污染，影响动力电池领域的发展。
在动力的电池的生产制造过程中，对使用寿命影响最大的工序是极板的固化工序。固化工序是铅酸蓄电池生产过程中的关键工序，即将板栅经过铅膏涂填、快速表面干燥后送到固化室进行固化。极板的固化过程是物理变化、电化学反应和形成活性物质结构的过程，固化工艺的好坏直接影响极板的质量从而影响电池的循环使用寿命。
例如，授权公告号CN100585918C，授权公告日2010年1月27日的中国专利公开了一种铅酸电池生极板的固化干燥工艺，包括固化阶段及干燥阶段，固化阶段温度为55～70℃，固化湿度为90～98%，固化时间为0～12小时；干燥温度为55~70℃，干燥湿度为30%以下，干燥时间为24小时。该固化干燥工艺虽然缩短了生极板的固化时间，但是铅膏与板栅的结合强度差，易脱粉，得到的活性物质结构差，造成电池的使用寿命较短。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的极板固化工艺所得到的极板铅膏与板栅的结合强度差，易脱粉，制成的电池使用寿命短的问题，提供了一种工艺步骤简单，可操作性强，能优化电池初始容量，避免极板在电池使用期间软化脱粉，提高动力电池循环寿命的动力铅酸电池极板高温固化工艺。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种动力铅酸电池极板高温固化工艺，包括以下步骤：
（1）中温高湿固化阶段：将极板送入固化室，控制固化室温度为40~45℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化4~6h。该阶段为极板的初步固化阶段，主要作用为平衡和稳定极板铅膏内水份与固化室内水份的交换，为高温固化提供必要的条件，该阶段中需注意控制升温时间，可控制固化室温度在2~4h内从室温上升至40~50℃，以避免板栅温度升高过快而造成与板栅筋条接触的铅膏失水速率过快，使板栅筋条与铅膏之间形成良好的腐蚀层。
（2）高温高湿固化阶段：控制固化室温度为70~75℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化6~8h。该阶段为极板高温固化的核心部分，在高温高湿环境下使铅膏生成一定结构和数量的四碱式硫酸铅，从而形成正极板活性物质结构的骨架，增强了铅膏之间的胶链强度，同时使铅膏与板栅筋条之间形成良好的腐蚀层，提高了化成后极板的强度及避免正极板在电池使用寿命期间的软化脱落，该阶段中可控制固化室温度在6~8h内上升至70~80℃。
（3）中温高湿固化阶段：控制固化室温度为40~45℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化6~8h。该阶段为高温固化的后续阶段，目的是稳定和平衡经过高温固化后的铅膏，避免了四碱式硫酸铅的过生成，保证了电池的初始容量，该阶段中可控制固化室温度在2~6h内下降至40~50℃，以保证铅膏与板栅之间的温度较为一致，避免极板表面产生穿透性裂纹。
（4）中温中湿固化阶段：控制固化室温度维持在40~45℃，湿度为70~80%，于此条件下对极板固化4~6h。该阶段的主要作用是通过降低固化湿度，进一步促进铅膏内游离铅的氧化，并促使铅膏与板栅之间的结合更加牢固，一般可控制湿度在2~4h内由≥99%下降至70~80%以避免固化期间铅膏内水份的聚然下降，使铅膏内物理及化学反应更加充分，避免极板表面产生裂纹。
作为优选，步骤（1）中，固化室温度控制在45℃，固化时间为6h。
作为优选，步骤（2）中，固化室温度控制在75℃，固化时间为6h。
作为优选，步骤（3）中，固化室温度控制在45℃，固化时间为8h。
作为优选，步骤（4）中，固化室湿度控制在80%，固化时间为6h。
因此，本发明具有如下有益效果：对极板进行四阶段固化，工艺步骤简单，可操作性强，通过调节各阶段的固化温度、湿度和时间，使得整个固化反应过程平稳可控，可提高活性物质与板栅之间的结合强度并优化极板活性物质的结构，从而优化铅酸动力电池的初始容量，并有效提高其使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
一种动力铅酸电池极板高温固化工艺，包括以下步骤：
（1）中温高湿固化阶段：将极板送入固化室，控制固化室温度为45℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化6h。
（2）高温高湿固化阶段：控制固化室温度为75℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化6h。
（3）中温高湿固化阶段：控制固化室温度为45℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化8h。
（4）中温中湿固化阶段：控制固化室温度维持在45℃，湿度为80%，于此条件下对极板固化6h。
实施例2
一种动力铅酸电池极板高温固化工艺，包括以下步骤：
（1）中温高湿固化阶段：将极板送入固化室，控制固化室温度为40℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化4h。
（2）高温高湿固化阶段：控制固化室温度为70℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化8h。
（3）中温高湿固化阶段：控制固化室温度为40℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化6h。
（4）中温中湿固化阶段：控制固化室温度维持在40℃，湿度为70%，于此条件下对极板固化4h。
实施例3
一种动力铅酸电池极板高温固化工艺，包括以下步骤：
（1）中温高湿固化阶段：将极板送入固化室，控制固化室温度为42℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化5h。
（2）高温高湿固化阶段：控制固化室温度为72℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化7h。
（3）中温高湿固化阶段：控制固化室温度为42℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化7h。
（4）中温中湿固化阶段：控制固化室温度维持在42℃，湿度为76%，于此条件下对极板固化5h。
通过本发明固化后的极板铅膏游离铅含量≤2%，跌落掉膏≤0.5%，极板强度好、表面无脱粉现象，与专利CN100585918C中制得的极板相比，强度提高了40%以上，经过100%DOD循环寿命测试，电池循环寿命提高15%以上，电池的循环性能提升明显。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种动力铅酸电池极板固化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）中温高湿固化阶段：将极板送入固化室，控制固化室温度为40~45℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化4~6h；
（2）高温高湿固化阶段：控制固化室温度为70~75℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化6~8h；
（3）中温高湿固化阶段：控制固化室温度为40~45℃，湿度≥99%，于此条件下对极板固化6~8h；
（4）中温中湿固化阶段：控制固化室温度维持在40~45℃，湿度为70~80%，于此条件下对极板固化4~6h。
2.根据权利要求1所述的一种动力铅酸电池极板固化工艺，其特征在于，步骤（1）中，固化室温度控制在45℃，固化时间为6h。
3.根据权利要求1所述的一种动力铅酸电池极板固化工艺，其特征在于，步骤（2）中，固化室温度控制在75℃，固化时间为6h。
4.根据权利要求1所述的一种动力铅酸电池极板固化工艺，其特征在于，步骤（3）中，固化室温度控制在45℃，固化时间为8h。
5.根据权利要求1所述的一种动力铅酸电池极板固化工艺，其特征在于，步骤（4）中，固化室湿度控制在80%，固化时间为6h。
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