一种铅酸蓄电池负极板的固化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及铅酸蓄电池制造领域，具体设及一种铅酸蓄电池负极板的固化工艺。
【背景技术】
[0002] 铅酸蓄电池制造过程中，极板固化是主要核屯、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。
[0003] 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。
[0004] 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，控制好固化溫度、相 对湿度W及固化时间是生极板固化工艺的关键。如果运些参数未有效控制，固化后生极板 中的活性物质中将难W得到最佳比例的=碱式硫酸铅和四碱式硫酸铅混合物。 阳0化]固化后极板中的游离铅含量要降到5%W下，最好是不超过1%，运部分游离铅只 有被氧化成氧化铅后才能转变成活性物质。由于化（密度为11.34g/cm3)-化S〇4(密度为 6.32g/cm3)-Pb〇2(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，运种带有压力的氧气 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。
[0006] 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、固化溫度高， 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。
[0007] 目前，许多厂家提出高溫固化工艺技术，能够大大缩短工艺时间，但是现有高溫固 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】
[0008] 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。
[0009] 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W下步骤：
[0010] 初始步骤：保持固化室内溫度在50°c，相对湿度不小于98%，时间3-5小时；
[0011] 升溫降湿步骤：每次升溫3-5°C，降低相对湿度2% -4%，升溫降湿后保持3-5小 时，最终升溫至60°C;
[0012] 升溫降溫步骤：先升溫，每次升溫5-10°C，升溫后保持4-8小时，升高至最高溫度 75°C，接着降溫，每次降溫3-5°C，降溫后保持3-5小时，最低降至65°C，此步骤保持湿度不 低于95%。
[0013] 将生极板垂直吊挂，使相邻生极板之间具有间隙，运样的排布放置方式，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。
[0014] 为避免氧化或干燥过程中，因极板间距太小导致局部区域溫湿度过低或过高，或 者导致局部区域空气流通不杨，作为优选，所述相邻极板的间隙为5-lOmm。
[0015] 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% W上，主要保证极板间溫湿度与固化室保持一致。
[0016] 从50°C升溫到60°C，降低环境的相对湿度，可W加速极板的失水，作为优选，升溫 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。
[0017] 最后步骤为碱式硫酸铅再结晶过程，碱式硫酸铅的再结晶要在极板含水量为5~ 6%的条件下才能显著进行，=碱式硫酸铅和四碱式硫酸铅为相互交联的纤维状结构，对极 板的强度起着重要的作用，因而在固化过程中生极板必须在较长时间内保持含水量在5% W上。作为优选，升溫降溫步骤中，极板内含水量控制在5 %W上。
[0018] 随着溫度的再升高至75°C，铅膏中的活性物质生成更多的四碱式硫酸铅，提高了 极板的强度。此时，固化室内已处于高溫、高湿，为了减少极板表面水份蒸发，空气流通不宜 过大，循环风机转速控制40%左右，可W均匀保湿、保溫即可。
[0019] 作为优选，升溫降湿后每次保持4小时。
[0020] 作为优选，升溫降溫步骤中，每次降溫5°C，降溫后每次保持4小时；升溫至最高溫 度75°C，保持8小时。
[0021] 作为优选，所述氧化阶段包括W下步骤： 阳02引 （a)保持固化室内溫度50°C，相对湿度98%，时间地； 阳02引 （b)升溫至55°C，降低相对湿度至95 %，并保持地；
[0024] (C)升溫至60°C，降低相对湿度至92%，并保持地； 阳02引 （d)升溫至70°C，提高相对湿度至96%，并保持地；
[0026](e)升溫至75°C，提高相对湿度至98 %，并保持化；
[0027] (f)降溫至70°C，维持相对湿度不变，并保持地；
[00測 （g)降溫至65°C，维持相对湿度不变，并保持地。
[0029] 利用该固化工艺，氧化阶段用时仅为32小时。
[0030] 其中，步骤（a)为初始步骤，采用低溫高湿的条件，是为了防止生极板失水太快， 造成极板表面开裂。
[0031] 步骤化)-(c)为升溫降湿步骤，可W加快极板的失水，使得极板水分控制在7%左 右，此时极板的氧化速度相对达到顶峰，可W提高极板活性物质的结晶能力。 阳0巧步骤（d)-(g)是升溫降溫步骤，使得活性物质在结晶过程中，生成更多四碱式硫 酸铅，从而获得最佳比例的=碱式硫酸铅和四碱式硫酸铅混合物。为了防止在溫度提升过 程中极板水份蒸发过快，造成极板氧化不彻底和产生裂纹，必须保持高湿度状态，延长极板 活性物质结晶周期。
[0033] 本发明的固化工艺中，干燥阶段包括W下步骤：逐步升溫降湿，使固化室内相对湿 度等于0%，再升溫至80°c，维持5-10小时，最后降溫至60°C，维持1-2小时。
[0034] 为了防止进入干燥程序后，极板中水分在短时间内瞬间流失，对极板的稳定性造 成影响，采用逐步降低环境相对湿度的方法。
[0035] 在干燥初始阶段为游离铅氧化最激烈最完全的过程，当生极板活性物质含水量在 2-5 %时，生极板表面汽化速度加快，使生极板快速失水，活性物质中的毛细管和空隙被打 通，大量的氧气可进入空隙内参与反应。因此，此阶段的循环风量是控制氧化