一种内化成铅膏雾法制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明铅电池制造领域，具体涉及一种内化成铅膏雾法制备工艺。该工艺具体包括以下步骤：1）按照各组分的所需量分别将水、硫酸和粉末组分进行准备，并将粉末组分混合均匀；2）将水和硫酸分别装入设有增压泵的加料罐中，且加料罐上开设有喷洒口；3）水和硫酸经增压泵增压后以雾状形式进行喷洒，经喷洒口喷洒出的水和硫酸与粉末状混合物混合形成初料；4）对初料进行不断搅拌直至和制成铅膏。该工艺制备的铅膏均匀一致性较好采用该铅膏制备的电池初期容量较好，电池的寿命较长。
【专利说明】一种内化成铅膏雾法制备工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明铅电池制造领域，具体涉及一种内化成铅膏雾法制备工艺。
【背景技术】
[0002]铅膏是极板活性物质的母体，是由一定氧化度和表观密度的铅粉与水和硫酸溶液通过机械搅拌混合而形成的具有一定可塑性的膏状物质。铅膏在铅酸蓄电池中的作用主要是为电化学反应提供和贮存所需的物质。铅膏是由铅粉、水和硫酸及添加剂混制而成的可塑性物质，它的性质主要表现为铅膏的视密度和铅膏的稠度。因此，制成的铅膏要有较好的塑性，使涂板时铅膏易粘结在板栅上并涂得均匀而且充满板栅格体，另外还需要有一定的强度，能经受机器涂板后辊压时机械振动和冲击作用。
[0003]铅膏的视密度是指铅膏自然堆集的密度，即指铅粉分散在硫酸和水的液体中自然堆集后其总重量与总体积之比，单位为g/cm3。液体量变化铅膏的视密度也随之变化，液体量越多，视密度越低，制成的极板孔隙率也大。因此，铅膏的视密度与铅膏中水和硫酸有直接关系。铅膏的视密度是铅膏质量的重要指标，对极板活性物质的孔隙率的形成状态有很大的影响，而极板活性物质孔隙率对铅酸蓄电池的容量和使用寿命都影响很大。一般情况下铅膏的视密度低、则极板活性物质孔隙率大，活性物质利用率高，蓄电池的初期容量有所提高，而在充放电过程中，活性物质相对易软化脱落，影响使用寿命；相反，铅膏的视密度高，极板活性物质孔隙率相对小，活性物质利用率低，蓄电池初期容量下降，同时极板硬，在充放电过程中活性物质易膨胀而造成极板弯曲变形。
[0004]铅膏的稠度是表示铅膏粘性的一个重要参数。如果铅膏的稠度小，即膏状，机器涂板时板栅吃膏量少，生极板易出现凹陷、掉膏及板面不平整现象。如果铅膏的稠度大，即膏硬，易产生板栅吃膏量多，填充难度大及板栅变形等现象。铅膏的稠度与加水量、加酸量、添加剂的类型及铅膏搅拌混合的方式、温度等有关。一般情况下，加水量过多，稠度降低；硫酸量多，稠度升高。在搅拌过程中，由于铅膏温度不同而产生的碱式硫酸铅类型和量也不同，较小的圆柱体形的3BS结晶体多时，铅膏的稠度较高；较大的棱形的四碱式硫酸铅结晶体较多时，铅膏的稠度较低。
[0005]传统的合膏工艺都是先将各种粉状添加剂干态下和铅粉混合，干混过后再依此添加配方水，配方酸进行合制。
[0006]因配方水和配方酸均是以水流的方式加入，导致各物料物理及化学反应不均匀，尤其加酸的过程中采用水流的方式使得酸液只能跟局部的氢氧化铅产生硫酸铅，且存在严重的重复(局部)加酸现象，硫酸铅分布及其不均匀，采用传统工艺下制成的极板一致性较差，使用中后期会因单只落后原因导致大量的电池退回。另外，由于传统方法不能较好地均衡铅膏中的氧化铅、硫酸铅、一碱式硫酸铅、三碱式硫酸铅、四碱式硫酸铅、金属铅和氢氧化铅的配比，从而不能提高铅膏的性能。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了解决目前存在的铅膏合制工艺中由于各物料物理及化学反应不均匀，导致制备的电池性能不稳定，造成电池残次品较多的问题，提供一种内化成铅膏雾法制备工艺。。
[0008]为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案:
一种内化成铅膏雾法制备工艺，具体包括以下步骤:
O按照各组分的所需量分别将水、稀硫酸和粉体组分进行准备，并将粉体组分混合均
匀；
2)将水和稀硫酸分别装入设有增压泵的加料罐中，且加料罐上开设有喷洒口；
3)水和稀硫酸经增压泵增压后以雾状形式进行喷洒，经喷洒口喷洒出的水和稀硫酸与粉末状混合物混合形成初料；
4)对初料进行不断搅拌直至和制成铅膏。
[0009]该工艺主要改变了配方水、配方酸的加入方式，在铅酸蓄电池铅膏合制中采用雾法加入配方水和高压酸雾法加入配方酸，且通过该技术的改进，可使加入的配方水、配方酸与各种物料高度均匀反应，从而提高了铅膏中各组分的均匀一致性。
[0010]同时，采用喷雾法，可以避免初期水过量，不利于硫酸铅的反应进行，同时也避免局部反应中氧化铅过早转化为强氧化铅，导致氧化铅减少不利于生成一碱式硫酸铅、二碱式硫酸铅、三碱式硫酸铅及四碱式硫酸铅，而后续反应却是提高铅膏性能的基础。
[0011]作为优选方案，粉体组分混合物以喷洒方式进行。粉体组分混合物以喷洒方式进行，更有利于水和稀硫酸与粉体组分混合物的接触，加快相互之间的反应。
[0012]作为优选方案，粉体组分混合物喷洒方向为由上至下。粉末组合物可以在重力作用下由上至下落入下方的容器内。
[0013]作为优选方案，水和稀硫酸的喷洒方向为水平方向，且水的喷洒口高于稀硫酸的喷洒口。水位于上方可以使得粉体组分混合物首先与水接触，优先于粉体组分混合物与硫酸的反应，避免水的后加入稀释硫酸。
[0014]作为优选方案，水和稀硫酸的喷洒口的开口方向在水平投影所成夹角(120°C。两者喷洒口的错位，可避免二者喷洒方向对立，助于硫酸与已接触过水的粉体组分混合物进行反应，如果角度过大，
作为优选方案，水的温度为30-40°C。水的温度利于铅与水的反应。
[0015]作为优选方案，水和稀硫酸的喷洒口的孔径为0.5-lmm。采用该孔径进行水的喷洒，可以形成较稳定的水雾，对水和粉体组分的结合较好。
[0016]作为优选方案，步骤3)的初料搅拌分为初期搅拌和后期搅拌，初期搅拌温度为50-55°C，搅拌时间为20-30分钟；后期搅拌温度为28_33°C，搅拌时间为3_5分钟。初期搅拌温度可以助于生成合理的三碱式硫酸铅及四碱式硫酸铅，从而提高电池初期容量和电池的寿命。因为三碱式硫酸铅较为稳定，在极板化成时易转化为β_ΡΚ)2。P-PbO2系正方形晶系，晶粒细，表面积大，有多孔性，对电池初期容量有利；四碱式硫酸铅化成时易转化为a -PbO20 a-PbO2系正交形晶系，晶粒大，密度大，对电池寿命有利。另外，采用喷洒方式，不会造成初料局部过热，热量分布均匀，因此温度可以与传统不同，保持在50-55 °C。
[0017]作为优选方案，搅拌初期再加入占理论计算用量2-4%的水，并在最后对多余水分进行去除。过量的水可以平衡氧化铅在铅膏中的含量。[0018]作为优选方案，稀硫酸采用间歇喷洒，喷洒时间与停留时间比为3:1-4:1。硫酸的间歇喷洒方式，可以在稀硫酸停止喷洒时，给氧化铅足够的时间与水反应，从而部分未接触稀硫酸的氧化铅可以继续参与到后续反应中去。
[0019]本发明与现有技术相比，有益效果是:
I铅膏均匀一致性较好。
[0020]2制备的电池初期容量较好。
[0021]3电池的寿命较长。
【具体实施方式】
[0022]下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
[0023]如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
[0024]实施例:
一种内化成铅膏雾法制备工艺，具体包括以下步骤:
O按照各组分的所需量分别将水、稀硫酸和粉体组分进行准备，并将粉体组分混合均
匀；
2)将水和稀硫酸分别装入设有增压泵的加料罐中，且加料罐上开设有喷洒口 ；水和稀硫酸的喷洒方向为水平方向，且水的喷洒口高于稀硫酸的喷洒口 ；水和稀硫酸的喷洒口的开口方向在水平投影所成夹角< 120°C ;水和稀硫酸的喷洒口的孔径为0.5-lmm ;水的温度为30-40°C，稀硫酸采用间歇喷洒，喷洒时间与停留时间比为3:1-4:1。
[0025]粉体组分混合物以喷洒方式进行，粉体组分混合物喷洒方向为由上至下。
[0026]3)水和稀硫酸经增压泵增压后以雾状形式进行喷洒，经喷洒口喷洒出的水和稀硫酸与粉末状混合物混合形成初料；
4)对初料进行不断搅拌直至和制成铅膏；初料搅拌分为初期搅拌和后期搅拌，初期搅拌温度为50-60°C，搅拌时间为20-30分钟；后期搅拌温度为40-45°C，搅拌时间为3_5分钟。并且在搅拌初期再加入占理论计算用量2-4%的水，并在最后对多余水分进行去除。
【权利要求】
1.一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤: 1)按照各组分的所需量分别将水、稀硫酸和粉体组分进行准备，并将粉体组分混合均匀； 2)将水和稀硫酸分别装入设有增压泵的加料罐中，且加料罐上开设有喷洒口； 3)水和稀硫酸经增压泵增压后以雾状形式进行喷洒，经喷洒口喷洒出的水和稀硫酸与粉末状混合物混合形成初料； 4)对初料进行不断搅拌直至和制成铅膏。
2.根据权利要求1所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，粉体组分混合物以喷洒方式进行。
3.根据权利要求2所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，粉体组分混合物喷洒方向为由上至下。
4.根据权利要求1所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，水和稀硫酸的喷洒方向为水平方向，且水的喷洒口高于稀硫酸的喷洒口。
5.根据权利要求1所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，水和稀硫酸的喷洒口的开口方向在水平投影所成夹角< 120°C。
6.根据权利要求1所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，水的温度为30-40。。。
7.根据权利要求1所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，水和稀硫酸的喷洒口的孔径为0.5-1_。
8.根据权利要求1所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，步骤3)的初料搅拌分为初期搅拌和后期搅拌，初期搅拌温度为50-60°C，搅拌时间为20-30分钟；后期搅拌温度为40-45°C，搅拌时间为3-5分钟。
9.根据权利要求8所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，搅拌初期再加入占理论计算用量2-4%的水，并在最后对多余水分进行去除。
10.根据权利要求8所述的一种内化成铅膏的雾法制备工艺，其特征在于，稀硫酸采用间歇喷洒，喷洒时间与停留时间比为3:1-4:1。
【文档编号】H01M10/12GK103943891SQ201410098443
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】张森 申请人:超威电源有限公司