一种用于提高极板活性物质利用率的方法及其设备与流程

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种用于提高富液蓄电池极板活性物质利用率的方法及其设备。

背景技术：

目前的生产工艺是将正极板、隔板、负极板交替排列在一起组成极群组，此种装配结构在蓄电池长期使用时会产生以下缺陷：①极板上部活性物质利用率均高于下部；②长期使用后导致电解液分层；③按电流的传输方向和电流分布可知，极板下部的电阻均高于极板上部。

蓄电池在充电时，电子从正极流向负极，离子垂直于极板面传输；放电时电子从负极流向正极，离子垂直于极板面传输。因电流总是优先选择电阻较小的电路传输，离极耳较远的极板底部电阻远高于极板上部，故极板上部的电流值大于极板下部的电流值，上部活性物质利用率远高于下部。极板上部的离子传输数量远大于极板下部，导致极板上部的活性物质比极板下部的活性物质提前软化，极板下部活性物质利用率较低也影响整体活性物质利用率。

另极板厚度对活性物质利用率有着重要的影响，总体来说极板厚的部分活性物质利用率较低，极板薄的部分活性物质利用率较高。新的极板生产工艺，通过设计涂填压辊斜度，保证生产出的极板上部厚，下部薄，提高极板下部活性物质利用率，而极板上部电流密度较大，活性物质利用率并未下降，从而整体上提高了极板的活性物质利用率，提高了电池的储备容量。

技术实现要素：

本发明提供一种用于提高极板活性物质利用率的方法，通过改变极板铅膏分布，使极板上部铅膏至极板下部逐步递减，生产出的极板上部厚，下部薄，提高了电池的储备容量，亦可保证总容量不变情况下，降低极板涂膏量节约成本，提高市场竞争力。

本发明还提供上述用于提高极板活性物质利用率方法的专用设备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：在板栅网带涂填工序中，涂填机头内的压辊位于轮毂上方，压辊的中心轴线平行于轮毂中心轴线；所述压辊的辊面包括工作段b及非工作段a，非工作段a位于压辊中部，非工作段a的两端分别对称有两工作段b；非工作段a为水平段，非工作段a的辊面平行于压辊的中心轴线；非工作段a两端的工作段b辊面为倾斜面，倾斜面相对压辊的中心轴线设有斜度，所述斜度∠α为0.1°~0.5°；板栅网带经涂填机涂填制得湿生板带，经分切机分切湿生板带，得到极板上部至极板下部铅膏逐步递减的湿极板；

在固化干燥工序中，将湿极板按以下方法码放于固化架中：每架4层，每第二层与第三层湿极板之间采用电木板隔开，且第四层上放置一电木板，每层6摞极板，第一层与第二层和第三层与第四层中的上下两摞湿极板板耳码放方向相反，每摞极板篇数为30-40片湿极板；

最后对湿极板进行固化干燥，既可生产出极板上部至极板下部铅膏逐步递减的极板，其极板上部厚度较下部厚度厚为0.05-0.5mm。

本发明用于提高极板活性物质利用率的设备，包括涂填机、设置在涂填机机架上方的涂填机头和下方的轮毂、涂填机头内的压辊、分切湿极板的分切机、降低极板变形量的橡胶压轮；所述的分切机内设有切刀，所述压辊位于轮毂上方，压辊的中心轴线平行于轮毂中心轴线；所述压辊的辊面包括工作段b及非工作段a，非工作段a位于压辊中部，非工作段a的两端分别对称有两工作段b；非工作段a为水平段，非工作段a的辊面平行于压辊的中心轴线；非工作段a两端的工作段b辊面为倾斜面，倾斜面相对压辊的中心轴线的斜度∠α，所述的斜度∠α与工作段b两端圆台直径c、d之间存在以下关系：tanα=（c/2-d/2）/b，∠α取值在0.1°~0.5°之间。

所述橡胶压轮两侧设有限位螺丝，调节范围为1.5~3mm。

本发明为避免因铅膏分布发生变化，使得极板在固化干燥过程中失水速率不一致而导致极板弯曲变形，需采用特定的码放方式进行码放，每摞极板篇数不宜过多，30-40片/每摞，两摞板耳码放方向相反，每两层之间采用电木板隔开，其码放方式由于每摞极板两侧失水总量基本一致，在加上其上部电木板的，限定了其变形空间，故该码放方式可保证生产出不发生极板弯曲变形。

本发明解决了现有技术极板的板上部活性物质利用率较下部高，使得极板的活性物质利用率不高的不足，本发明有益效果是：本发明极板生产工艺，易达到，仅需改变涂填压辊斜度及采用特定的码放方式，生产出极板上部至极板下部铅膏逐步递减的极板，提高极板下部活性物质利用率，而极板上部电流密度较大，活性物质利用率并未下降，从而总体提高了极板的活性物质利用率，提高了电池的储备容量，亦可保证总容量不变情况下，降低极板涂膏量节约成本，提高市场竞争力。为提高极板活性物质利用率、电池储备容量提高了一种新思路、新方法。

附图说明

图1为涂填机结构及工作示意图。

图2为湿生板带示意图。

图3为湿极板示意图。

图4为涂填机压辊结构示意图。

图5为湿极板码放在固化架中的主视图。

图6为图5的俯视图。

图7为图5的侧视图。

图中，1、涂填前板栅网带；2、涂填机头；3、轮毂；4、压辊；5、湿生板带；5-1、左侧湿极板湿生板带部分；5-2、右侧湿极板湿生板带部分；6、分切机；7、橡胶压轮；8、湿极板。

具体实施方式

下面结合附图和技术方案对本发明进一步详细的说明：

图1中，包括生产湿极板的涂填机机架、设置在机架上方的涂填机头2和下方的轮毂3、涂填机头内的压辊4、分切湿极板的分切机6、降低极板变形量的橡胶压轮7，所述的分切机6内设有切刀。所述压辊4位于轮毂3上方，压辊4的中心轴线平行于轮毂3中心轴线；所述压辊4的辊面包括工作段b及非工作段a，非工作段a位于压辊4中部，非工作段a的两端分别对称有两工作段b；非工作段a为水平段，非工作段a的辊面平行于压辊4的中心轴线；非工作段a两端的工作段b辊面为倾斜面，倾斜面相对压辊4的中心轴线有斜度，所述斜度∠α为0.2°，因为压辊4的工作段b辊面为倾斜面，涂填前板栅网带1经涂填机涂填压辊后，形成一中间铅膏量大于两侧铅膏量的湿生板带5，湿生板带5经过分切机6分切，左右两侧湿极板湿生板带部分分切后即为两块湿极板8，得到极板上部至极板下部铅膏逐步递减的分切后湿极板8。所述涂填机头2设有限位调节涂填压力的丝杆，保证压辊4轴线与轮毂3轴线平行，确保分切后的左右两侧湿极板8厚度一致性良好。所述的橡胶压轮7两侧设有限位螺丝，设为2mm。

图2中，涂填前板栅网带1经涂填机涂填压辊后，形成一中间铅膏量大于两侧铅膏量的湿生板带5，湿生板带5分为左侧湿极板湿生板带部分5-1、右侧湿极板湿生板带部分5-2；分切后即为湿极板8。

图3中，分切后湿极板8的极板上部8-1至极板下部8-2铅膏逐步递减，极板上部8-1的厚度为2-2.2mm，极板下部8-2的厚度为1.8-2.0mm。

图4中，压辊4的辊面包括工作段b及非工作段a，非工作段a位于压辊4中部，非工作段a的两端均为工作段b；非工作段a为水平段，非工作段a的辊面平行于压辊4的中心轴线；工作段b辊面为对称倾斜面，倾斜面相对压辊4的中心轴线斜度∠α为0.2°，且tan0.2=（c/2-d/2）/b。（其中工作段b两端圆台直径为c、d）

图5、图6、图7中，在固化架9中，采用如下码放方式进行码放：湿生板带分切后变为每片湿极板，每35片湿极板叠放成每摞极板11，35片/每摞，每层6摞极板11，码放第一层11-1结束后，进行第二层11-2码放，第二层11-2与第一层11-1板耳码放方向相反，码放两层后放置电木板10，然后在码放第三层11-3和第四层11-4，最后再放置一块电木板10，其码放方式由于每摞极板两侧失水总量基本一致，在加上其上部电木板10限定了其变形空间，故该码放方式可保证生产中极板不发生弯曲变形。

最后对湿极板进行固化干燥，既可生产出极板上部至极板下部铅膏逐步递减的极板。其极板上部厚度较下部厚度厚约为0.2mm。

测试结果：

固化干燥后的极板无翘曲变形，进行电池试装检测其化成效果（pbo2%）、电池容量及其活性物质利用率：

测试结果表明化成效果（pbo2%）、电池容量及其活性物质利用率均有所提高

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围中。