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vrla蓄電池配方對(duì)蓄電池性能的影響作者:網(wǎng)友供稿點(diǎn)擊:110文章頁數(shù):[1]胡耀東長(zhǎng)沙電源廠 摘要閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)的極板鉛膏配方及和膏工藝應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的用途和性能要求而定.作者根據(jù)近15年來研制這種產(chǎn)品的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提出4種正、負(fù)極板鉛膏配方供業(yè)界同仁參考. 關(guān)鍵詞閥控式密封鉛酸蓄電池鉛膏配方和膏工藝1概述 閥控式密封鉛酸蓄電池在中國迅速發(fā)展,只有近十幾年的時(shí)間,正如吳壽松老前輩指出的那樣,中國閥控式密封鉛蓄電池,是放大了的起動(dòng)型蓄電池.不論是工藝、配方,還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有相當(dāng)大的繼承性,只不過是采用了高純度的材料及鉛鈣或低銻多元合金的板柵材料.不論是容量、規(guī)格大小,一般的生產(chǎn)廠家在生極板鉛膏配方及和膏工藝方面大同小異,而不同的廠家由于生產(chǎn)條件、環(huán)境及工人素質(zhì)等因素差別較大,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,采取了不同的配方工藝.這都是在不斷改進(jìn),試驗(yàn)優(yōu)選的基礎(chǔ)上確定的.現(xiàn)將本人近15年來在這方面的實(shí)踐體會(huì),寫出來供業(yè)界同仁參考.2鉛膏配方及生極板制造 2.1配方1及其特點(diǎn) 正極鉛膏配方:鉛粉100kg(表觀密度1.75-1.95g/cm3,氧化度70%-80%) 純水11-12kg 化學(xué)短纖維50g 密度1.400(25℃)的硫酸10.5kg 負(fù)極鉛膏配方:鉛粉100kg 沉淀硫酸鋇600g 木素磺酸鈉250g 炭黑200g 化學(xué)短纖維50g 密度1.400(25℃)的硫酸10.5kg 純水9-11kg 以上配方,是以西歐國家汽車用蓄電池的鉛膏配方,和制成砂型膏,機(jī)械涂片.但是用這一配方來和成手工涂板的半砂型鉛膏,涂成正極板5mm厚、負(fù)極板4mm厚的閥控式密封蓄電池極板就會(huì)出現(xiàn)難以化成透的問題.為使蓄電池有好的初容量,在化成槽化成時(shí),充入10倍額定容量的電量也沒有化成透.實(shí)踐證明配方中50g純硫酸/kg鉛粉以上,不適宜用于厚型極板.不但化成費(fèi)電費(fèi)時(shí),初容量也不好.而把鉛膏含酸量減至31g純硫酸/kg鉛粉,其他料量不變,并且把硫酸溶液密度減小至1.250(25℃)時(shí),不但和膏工藝便于操作,而且化成時(shí)只要6-7倍額定容量的電量即可使同樣厚度極板化成好,正極板表面無白斑,蓄電池初容量也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求.在和膏工藝方面,同樣的水量如果酸前加水量不足,加酸后和制一段時(shí)間,再加水成膏,這后來加的水幾乎不與鉛粉反應(yīng),鉛膏表觀密度較高,表面看硬度大,但水容易散失,不但造成涂片時(shí)困難,而且固化,干燥中往往會(huì)出現(xiàn)掉粉、裂紋等現(xiàn)象.如果和膏過程中是在加酸之前加足了水,加酸后就成為符合涂片的鉛膏,或加很少量的調(diào)整水.這種鉛膏表現(xiàn)密度不大,稠度適宜.不論是和制粘性、半砂型或砂型鉛膏都應(yīng)如此.和膏時(shí)的溫度控制非常重要,有時(shí)溫度過高,超過了70℃會(huì)使鉛膏發(fā)硬,甚至不能涂片,勉強(qiáng)涂片,也往往會(huì)造成生極板疏松、掉粉、脫皮等質(zhì)量問題. 2.2配方2及其特點(diǎn) 正極鉛膏配方:鉛粉100kg 化學(xué)短纖維240g 純水14.3kg 乙炔黑0.5kg 密度1.400(25℃)的硫酸 8.4kg(純酸42g/kg鉛粉) 負(fù)極鉛膏配方:鉛粉100kg 硫酸鋇560g 木素磺酸納330g 半補(bǔ)強(qiáng)炭黑220g 化學(xué)短纖維200g 密度1.400的硫酸(25℃) 6.44kg(純酸32.2g/kg鉛粉) 純水11-12kg 此配方的特點(diǎn)是在正極鉛膏內(nèi)添加了乙炔黑和加大了化學(xué)短纖維的量,和膏工藝也注意了溫度,在夏天高溫季節(jié)采取了加水和加酸相間的辦法,使和膏溫度不高于70℃.純硫酸含量適中,再加上正負(fù)板柵厚度比例設(shè)計(jì)合理等因素,因此配方被許多廠采用,初容量和高倍率放電性能比較理想.但是正極鉛膏中加了乙炔黑,機(jī)械強(qiáng)度有所影響,如能做到緊裝配,也就是將100kPa壓力測(cè)定的公稱厚度的玻棉隔板,再壓縮15%~20%,這樣夾緊裝配,則不存在正極板機(jī)械強(qiáng)度的問題.多加了化學(xué)短纖維也彌補(bǔ)了強(qiáng)度較差的不足. 2.3配方3及其特點(diǎn) 正極鉛膏配方: 鉛粉100kg(氧化度65%-75%;表現(xiàn)密度1.6%-1.8%g/cm3) 化學(xué)短纖維150g 試劑(高純)石墨1kg 聚四氟乙烯乳液100g 純水7-8kg(含3kg氧化水) 密度1.200(25℃)的硫酸14kg(38g/kg鉛粉) 調(diào)整水1~2kg (鉛膏表現(xiàn)密度4.0~4.2g/cm3) 負(fù)極鉛膏配方: 鉛粉100kg 化學(xué)短纖維50g 硫酸鋇400g 腐殖酸700g 純水6~7kg 炭黑200g 密度1.200(25℃)的硫酸14kg 調(diào)整水1~2kg (鉛膏表現(xiàn)密度4.2~4.4g/cm3) 此配方特點(diǎn)是正極鉛膏中添加了高純石墨和聚四氟乙烯乳液,在保證極板機(jī)械強(qiáng)度的情況下,提高了大電流放電性能,使GFM—300型蓄電池1小時(shí)率放電提高近10%.由于含酸量不高,化成時(shí)較容易化成透,因此活性物質(zhì)利用率較鎬.近來有了所謂異性多向石墨可以制造成粗粒狀,但效果尚待進(jìn)一步試驗(yàn). 和膏工藝取決于和膏機(jī)型,及涂板方式和鉛粉性能.一般都是立式槳葉攪拌式和膏機(jī).手工涂片可和制成粘性鉛膏,國產(chǎn)涂板機(jī)涂片時(shí)則宜和制成半砂型鉛膏(俗稱雪花膏),而采用進(jìn)口涂板機(jī)涂板時(shí)則必須提高和膏時(shí)用的酸密度(一般為1.400,25℃)和制成砂型膏.手工涂片和膏時(shí)間在60~70min之間,加酸時(shí)間長(zhǎng)(一般為12~15min加完酸),其余是和制時(shí)間.2.4配方4及其特點(diǎn) 正極鉛膏配方: 鉛粉100kg 化學(xué)短纖維(聚丙烯纖維)100g 密度1.250(25℃)的硫酸17.8kg 純水8.0kg 鉛粉100kg 化學(xué)短纖維(聚丙烯纖維)100g 硫酸鋇600g 炭黑200g 木素磺酸納250g 密度1.250(25℃)的硫酸12.5kg 純水10~12kg 此配方的特點(diǎn)是含酸量較高,正膏中含純硫酸約為58.7g/kg鉛粉,負(fù)膏中含純酸量為41.25g/kg鉛粉.可以達(dá)到薄型極板具有較高的初容量的目的.但不可用于厚度3mm以上的極板.中國大部分中小型蓄電池企業(yè),沒有精密的化成充電設(shè)備和冷卻的控制系統(tǒng),厚型極板鉛膏含酸量超過50g純酸/kg鉛粉時(shí)就遇到了化成不透的情況.即便是厚度在2mm左右的薄型極板,如果采用“內(nèi)化成”工藝時(shí)也有化成不透的情況.在貧液狀態(tài)下電液密度較高(1.250~1.270)化成透是困難的,而且不均勻,需要進(jìn)行補(bǔ)充,進(jìn)行幾次充放循環(huán).往往在10小時(shí)率充放中表現(xiàn)出容量早期衰減,不良品率很高.而采用“外化成”工藝時(shí)此配方用于薄型極板則可達(dá)到提高初期容量目的. 現(xiàn)在一般中小型企業(yè)生產(chǎn)閥控密封鉛酸蓄電池,往往為了好管理或苦于沒有技術(shù)力量等原因,不論是生產(chǎn)什么規(guī)格、什么產(chǎn)品、什么用途、厚型,薄型極板一律采用某一種配方而不加任何改變.有的為了降低成本,減少添加劑含量,有的為了增加初容量,在負(fù)極鉛膏中把硫酸鋇的添加量增到900g/kg鉛粉,化學(xué)短纖維增至30g/kg鉛粉(當(dāng)然國產(chǎn)錦綸纖維不耐酸蝕,含水量有的高達(dá)40%以上也是一個(gè)原因).總之,鉛膏配方應(yīng)按極板厚薄,產(chǎn)品的用途對(duì)產(chǎn)品性能的要求,采用不同的鉛膏配方及和膏工藝,不可千篇一律地采用一種工藝配方.對(duì)于新型有效的配方及不同類型的添加劑應(yīng)積極推廣使用,例如,專用“紅丹”“異性多向石墨”“改性木素磺酸鹽”“羧甲基纖維素納”.對(duì)于我們傳統(tǒng)的配方添加劑,例如加棉花的膠狀膨脹劑及用于厚型長(zhǎng)壽命極板的半炭木屑、甘油配方;腐殖酸、栲膠、十二烷基磺酸納的低溫配方以及正極鉛膏中添加硫酸錫等物質(zhì)的配方也值得試驗(yàn)研究.至于有些文章中提到的擴(kuò)散N,發(fā)孔劑M等等因不知基細(xì)節(jié)無法在此討論.摘自《中外電源》