蓄电池极板的快速固化工艺的制作方法

文档序号:12907544阅读:977来源:国知局

本发明涉及蓄电池技术领域,尤其涉及一种蓄电池的快速固化工艺。



背景技术:

随着世界能源危机的加剧和低碳经济的兴起,中国蓄电池行业的生产模式也正在发生着巨大的转型升级。新的生产技术将逐渐替代旧的生产技术。目前已经逐渐出现了高科技含量的成套拉网生产线、连铸连轧生产线、自动物料输送系统,并且先进的高自动化、成套化、系统化的生产模式正在不断涌现。

在铅酸蓄电池的制造工序中,生极板的固化是一道关键工序,同时也是生产周期最长的工序之一,目前常见的固化工艺时间通常在60h~90h之间;这严重制约高自动化、成套化、系统化的生产模式。

为满足生产模式转型升级需要,有必要缩短生极板固化干燥工艺时间以提高生极板的生产效率,进而缩短电池的生产周期,同时保证生极板容量和循环性能。



技术实现要素:

为解决上述现有铅酸蓄电池生极板固化存在的固化时间长、无法满足高自动化、成套化、系统化生产模式的问题,本发明实施例提供了一种蓄电池的快速固化工艺。

为了达到上述发明目的,本发明实施例采用了如下的技术方案:

一种蓄电池极板的快速固化工艺,至少包括以下程序步骤:

1)固化第1阶段:温度60℃~65℃,湿度95%~100%,时间0.5h~1.0h;

2)固化第2阶段:温度60℃~65℃,湿度90%~95%,时间0.5h~1.0h;

3)固化第3阶段:温度70℃~75℃,湿度85%~90%,时间0.5h~1.0h;

4)固化第4阶段:温度80℃~85℃,湿度80%~85%,时间1.0h~2.5h;

5)固化第5阶段:温度70℃~75℃,湿度85%~90%,时间0.5h~1.0h;

6)干燥第1阶段:温度80℃~85℃,湿度0%,时间1.0h~4.0h。

本发明上述实施例提供的铅酸蓄电池的快速固化工艺,在6~10h内即可完成极板的固化干燥,极大的提高生极板固化干燥的生产效率,能够实现铅酸蓄电池从极板到组装的在线生产,并且固化干燥后的极板制造成铅酸蓄电池时,铅酸蓄电池具有良好的容量和循环寿命;由该固化干燥工艺处理的极板制造的vrla电池,20小时率放电可以达到21~22小时,初始1c容量在40min以上,1c放电循环100次衰减程度和在极板活性物质重量等方面与统固化工艺极板制作的vrla电池相当。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种蓄电池极板的快速固化工艺,至少包括以下程序步骤:

1)固化第1阶段:温度60℃~65℃,湿度95%~100%,时间0.5h~1.0h;

2)固化第2阶段:温度60℃~65℃,湿度90%~95%,时间0.5h~1.0h;

3)固化第3阶段:温度70℃~75℃,湿度85%~90%,时间0.5h~1.0h;

4)固化第4阶段:温度80℃~85℃,湿度80%~85%,时间1.0h~2.5h;

5)固化第5阶段:温度70℃~75℃,湿度85%~90%,时间0.5h~1.0h;

6)干燥第1阶段:温度80℃~85℃,湿度0%,时间1.0h~4.0h。

其中,在一优选实施例中,该固化工艺采用的极板的板栅为冲孔或拉网板栅;由冲孔或拉网板栅涂布的极板在该固化干燥工艺处理的极板制造的vrla电池,20小时率放电可以达到21~22小时,初始1c容量在40min以上。

为了更加优化板栅的厚度,节约板栅材料,进一步优选地,冲孔或拉网板栅铅带厚度为0.7mm~1.0mm。

更进一步优选地,冲孔正极板的厚度≤2.5mm,冲孔负极板的厚度≤1.8mm。

在一优选实施例中,固化时中采用单片或双片极板叠放进行固化,避免多片极板叠加而导致固化不彻底出现游离铅含量过高或者干燥不彻底而使得固化工艺达不到本实施例的目的甚至失效。

在一优选实施例中,本固化工艺的极板的正铅膏由重量百分比的以下物料构成:铅粉30%~80%;稀硫酸10%~20%;纯水8%~20%;短纤维0.8%~1.2%;4bs0.5%~20%。

进一步优选地,4bs晶粒的直径约为2~20微米,4bs直径越小越容易化成,并且有利于电池的初始容量。

进一步优选地,固化后的正极板中,游离铅含量为0.2%~3%,水分含量为0.1%~0.5%;负极板游离铅含量为0.2%~5%,水分含量为0.1%~0.5%。正极板固化后在该参数范围内,保证电池容量的同时,能有效的提高电池循环寿命。

本发明上述实施例提供的铅酸蓄电池的快速固化工艺,在6~10h内即可完成极板的固化干燥,极大的提高生极板固化干燥的生产效率,能够实现铅酸蓄电池从极板到组装的在线生产,并且固化干燥后的极板制造成铅酸蓄电池时,铅酸蓄电池具有良好的容量和循环寿命;由该固化干燥工艺处理的极板制造的vrla电池,20小时率放电可以达到21~22小时,初始1c容量在40min以上,1c放电循环100次衰减程度和在极板活性物质重量等方面与统固化工艺极板制作的vrla电池相当,因此,在铅酸蓄电池制作方式、加酸工艺、充电工艺等一致的条件下,由本实施例提供的生极板固化工艺生产的极板制作的铅酸蓄电池与传统固化工艺极板电池相当。

为了更好的体现本发明实施例提供的铅酸蓄电池的快速固化工艺,下面通过多个实施例进一步说明。

实施例1

(1)按照正铅膏的物料由重量百分比如下组成:铅粉30%;稀硫酸18%;纯水15%;短纤维1.2%;4bs0.5%涂布于铅带厚度为0.8mm的冲孔板栅上;涂成厚度为2.5mm的冲孔极板;

(2)将上述获得的冲孔极板以单片形式均匀平铺在固化室并由以下步骤执行:

1)固化第1阶段,温度60℃,湿度98%,时间1.0h;

2)固化第2阶段,温度65℃,湿度90%,时间0.5h;

3)固化第3阶段,温度72℃,湿度90%,时间1.0h;

4)固化第4阶段,温度83℃,湿度85%,时间2.5h;

5)固化第5阶段,温度70℃,湿度85%,时间0.5h;

6)干燥第1阶段,温度80℃,湿度0%,时间2h;

(3)然后检测(2)获得的冲孔极板,固化后的正极板游离铅含量为3%,水分含量为0.1%;负极板游离铅含量为0.2%,水分含量为0.4%时,冷却固化室;

(4)将(2)获得的合格的正极板与常规工艺制作的厚度为1.8mm的负极板按照正常工艺制作成12v7ah的vrla电池,该电池20小时率放电可以达到22.5h,初始1c容量为45min。

实施例2

(1)按照正铅膏的物料由重量百分比如下组成:铅粉80%;稀硫酸20%;纯水8%;短纤维0.8%;4bs20%涂布于铅带厚度为1.0mm的冲孔板栅上;涂成厚度为2.5mm的冲孔极板;

(2)将上述获得的冲孔极板以单片形式均匀平铺在固化室并由以下步骤执行:

1)固化第1阶段,温度65℃,湿度100%,时间0.5h;

2)固化第2阶段,温度65℃,湿度95%,时间1.0h;

3)固化第3阶段,温度75℃,湿度85%,时间1.0h;

4)固化第4阶段,温度85℃,湿度85%,时间2.5h;

5)固化第5阶段,温度75℃,湿度85%,时间0.5h;

6)干燥第1阶段,温度80℃,湿度0%,时间1.0h;

(3)然后检测(2)获得的冲孔极板,固化后的正极板游离铅含量为0.2%,水分含量为0.5%;负极板游离铅含量为2%,水分含量为0.5%时,冷却固化室;

(4)将(2)获得的合格的正极板与常规工艺制作的厚度为1.8mm的负极板按照正常工艺制作成12v7ah的vrla电池,该电池20小时率放电可以达到21.5h,初始1c容量为42min。

实施例3

(1)按照正铅膏的物料由重量百分比如下组成:铅粉80%;稀硫酸10%;纯水20%;短纤维0.8%;4bs20%涂布于铅带厚度为0.7mm的冲孔板栅上;涂成厚度为2.5mm的冲孔极板;

(2)将上述获得的冲孔极板以单片形式均匀平铺在固化室并由以下步骤执行:

1)固化第1阶段,温度65℃,湿度95%,时间0.5h;

2)固化第2阶段,温度60℃,湿度95%,时间1.0h;

3)固化第3阶段,温度70℃,湿度90%,时间0.5h;

4)固化第4阶段,温度80℃,湿度80%,时间1.0h;

5)固化第5阶段,温度75℃,湿度85%,时间1.0h;

6)干燥第1阶段,温度85℃,湿度0%,时间4h;

(3)然后检测(2)获得的冲孔极板,固化后的正极板游离铅含量为0.2%,水分含量为0.5%;负极板游离铅含量为2%,水分含量为0.5%时,冷却固化室;

(4)将(2)获得的合格的正极板与常规工艺制作的厚度为1.8mm的负极板按照正常工艺制作成12v7ah的vrla电池,该电池20小时率放电可以达到21.8h,初始1c容量为41min。

对比例1

(1)按照正铅膏的物料由重量百分比如下组成:铅粉80%;稀硫酸10%;纯水20%;短纤维0.8%;4bs20%涂布于铅带厚度为0.7mm的冲孔板栅上;涂成厚度为2.5mm的冲孔极板;

(2)将上述获得的冲孔极板以单片形式均匀平铺在固化室并由以下步骤执行:

1)固化第1阶段,温度45℃,湿度100%,时间24h;

2)固化第2阶段,温度50℃,湿度50%,时间20h;

3)干燥第1阶段,温度85℃,湿度0%,时间24h;

(3)然后检测(2)获得的冲孔极板,固化后的正极板游离铅含量为0.2%,水分含量为0.5%;负极板游离铅含量为2%,水分含量为0.5%时,冷却固化室;

(4)将(2)获得的合格的正极板与常规工艺制作的厚度为1.8mm的负极板按照正常工艺制作成12v7ah的vrla电池,该电池20小时率放电可以达到21.2h,初始1c容量为42min。

这里的实施例1~3均为本发明实施例的固化干燥工艺,而对比例1则是按照常规三段固化干燥工艺,其余生产铅酸蓄电池的工序相同,并对实施例1、2、3和对比例1获得的铅酸蓄电池在1c下进行放电循环100次。经循环,发现实施例1、2、3和对比例1的衰减量相差分别为1.2%、1.34%、1.09%,对循环后电池进行解剖后,检测正极板活性物质的重量,实施例1~3和对比例1的正极板重量变化的差异分别为0.84%、0.76%、0.91%,重量变化均在1%以内。

为方便比较,将铅酸蓄电池生产中,常规的固化干燥工艺列出如下:

1)固化第1阶段,温度40℃~45℃,湿度98~100%,时间16~24h;

2)固化第2阶段,温度45℃~55℃,湿度40~50%,时间16~24h;

3)干燥第1阶段,温度75~85℃,湿度0%,时间24h。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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