一種鉛酸蓄電池正極免固化鉛膏的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池生產(chǎn)制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種鉛酸蓄電池正極免固化鉛膏的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸蓄電池自1859年由普蘭特發(fā)明以來(lái)，至今已有150多年的歷史，技術(shù)十分成熟，是全球上使用最廣泛的化學(xué)電源。盡管近年來(lái)鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等新型電池相繼問(wèn)世并得以應(yīng)用，但鉛酸蓄電池仍然憑借大電流放電性能強(qiáng)、電壓特性平穩(wěn)、溫度適用范圍廣、單體電池容量大、能充放電數(shù)百個(gè)循環(huán)、貯存性能好(尤其適于干式荷電貯存)、安全性高和原材料豐富且可再生利用、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)勢(shì)，在絕大多數(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域和一些新興的應(yīng)用領(lǐng)域，占據(jù)著牢固的地位。鉛酸電池的另一優(yōu)點(diǎn)是很容易回收?；厥针姵氐臅r(shí)候，回收的鉛和塑料殼直接用于新電池中。
[0003]但同時(shí)鉛酸蓄電池也存在生產(chǎn)過(guò)程繁瑣冗長(zhǎng)的缺點(diǎn)，特別是極板固化干燥過(guò)程，固化工序既耗時(shí)又浪費(fèi)電、熱等能量。眾所周知，固化干燥過(guò)程主要作用是極板中堿式硫酸鉛的生成、板柵腐蝕層的形成、游離鉛的氧化以及蒸發(fā)干燥多余的水分。但是板柵腐蝕層的形成、游離鉛的氧化以及蒸發(fā)水分主要發(fā)生在固化轉(zhuǎn)干燥的低濕中溫過(guò)程。
[0004]傳統(tǒng)的合膏方式采用低溫合膏，當(dāng)合膏溫度達(dá)到55°C左右時(shí)即打開(kāi)合膏機(jī)的冷卻降溫程序，在這樣的溫度之下鉛膏中很難生成結(jié)晶程度很好的堿式硫酸鉛結(jié)晶，特別是四堿式硫酸鉛根本不存在生成的條件，因此用此種方法制備的鉛膏，涂板后活性物質(zhì)必須經(jīng)歷冗長(zhǎng)繁瑣的固化過(guò)程使堿式硫酸鉛再結(jié)晶，才能使得活性物質(zhì)間形成很好的結(jié)合。
[0005]綜上，一種不需要固化的鉛膏，將會(huì)使鉛酸蓄電池制造成本繼續(xù)降低，生產(chǎn)效率繼續(xù)提高，同時(shí)也會(huì)更加增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明利用鉛酸蓄電池合膏動(dòng)力學(xué)原理，通過(guò)對(duì)合膏溫度及合膏時(shí)間的控制，生產(chǎn)出一種無(wú)需經(jīng)固化的鉛酸蓄電池正極免固化鉛膏。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種鉛酸蓄電池正極免固化鉛膏的制備方法，包括以下步驟:
(1)干混:將鉛膏原料在合膏機(jī)中干混l-5min；
(2)濕混:將合膏機(jī)中的鉛膏原料加熱l-3min，之后加入60-100°C熱水進(jìn)行濕混5-1Omin;
(3)加酸:濕混結(jié)束l-15min后加入經(jīng)預(yù)熱的合膏酸，預(yù)熱后的合膏酸的溫度為60-100
°C；
(4)攪拌:加酸結(jié)束后，合膏機(jī)攪拌5-45min，得到鉛膏；
(5)出膏、涂板:攪拌結(jié)束后，關(guān)閉合膏機(jī)的加熱功能，并通入冷卻水，同時(shí)開(kāi)啟合膏機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫，鉛膏溫度降至35-55°C時(shí)，出膏并進(jìn)行涂板； (6)干燥:極板經(jīng)干燥后，得到成品鉛酸蓄電池正極生板。
[0008]現(xiàn)有合膏技術(shù)采用低溫合膏，當(dāng)合膏溫度達(dá)到55°C左右時(shí)即打開(kāi)合膏機(jī)的冷卻降溫程序，在低溫環(huán)境下鉛膏中很難生成結(jié)晶程度很好的堿式硫酸鉛晶體，尤其是根本不存在四堿式硫酸鉛的生成條件，因此用此種方法制備的鉛膏，涂板后活性物質(zhì)必須經(jīng)歷冗長(zhǎng)繁瑣的固化過(guò)程使堿式硫酸鉛再結(jié)晶，才能使得活性物質(zhì)間形成很好的結(jié)合。本發(fā)明通過(guò)控制高溫合膏的時(shí)間能夠使鉛膏組分中堿式硫酸鉛的結(jié)晶狀態(tài)達(dá)到很好，好的結(jié)晶狀態(tài)能夠?yàn)殂U膏活性物質(zhì)的結(jié)合提供很好的結(jié)合力，這也為后續(xù)過(guò)程免去固化操作創(chuàng)造了條件。
[0009]其中，步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)中鉛膏原料和鉛膏的溫度都始終保持在70-100°C。鉛膏溫度都始終保持在70°C以上，高溫能夠?yàn)閴A式硫酸鉛，特別是四堿式硫酸鉛的生成提供足夠的反應(yīng)活化能。另外，在上述步驟中，對(duì)合膏酸進(jìn)行預(yù)熱，并采用熱水進(jìn)行濕混，可以使得合膏過(guò)程中溫度偏差不會(huì)太大，保證整個(gè)合膏過(guò)程中鉛膏原料和鉛膏的溫度都始終維持在70°C以上。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(2)中合膏機(jī)中的鉛膏原料通過(guò)熱水、蒸汽或電熱加熱的方式進(jìn)行加熱。
[0011 ] 作為優(yōu)選，步驟(2)中濕混時(shí)間為5-8分鐘。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(4)中合膏機(jī)攪拌時(shí)間為15-45min。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(5)中鉛膏降溫至35_45°C時(shí)，出膏并進(jìn)行涂板。
[0014]因此，本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)通過(guò)簡(jiǎn)單的合膏過(guò)程即可得到質(zhì)量?jī)?yōu)異且不需要經(jīng)過(guò)固化的鉛膏；
(2)避免了繁瑣、耗時(shí)、耗能的固化過(guò)程；
(3)所制得的鉛膏組分質(zhì)量?jī)?yōu)異結(jié)合力好，非常適合鉛酸蓄電池企業(yè)應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】加酸后攪拌不同時(shí)段取樣的XRD圖；
圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】制備的鉛膏生板的SEM圖；
圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】制備的鉛膏熟板的SEM圖；
圖4為應(yīng)用本發(fā)明制備的鉛膏裝配的電池循環(huán)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
[0017]以下實(shí)施例中說(shuō)采用的鉛膏的成分組成為現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的鉛膏配方。
[0018]實(shí)施例1
一種鉛酸蓄電池正極免固化鉛膏的制備方法，包括以下步驟:
(1)干混:將鉛膏原料在合膏機(jī)中干混Imin；
(2)濕混:將合膏機(jī)中的鉛膏原料用電加熱方式加熱Imin，之后加入60°C熱水進(jìn)行濕混5min；
(3)加酸:濕混結(jié)束Imin后加入經(jīng)預(yù)熱的合膏酸，預(yù)熱后的合膏酸的溫度為60°C;
(4)攪拌:加酸結(jié)束后，合膏機(jī)攪拌5min，得到鉛膏；
(5)出膏、涂板:攪拌結(jié)束后，關(guān)閉合膏機(jī)的加熱功能，并通入冷卻水，同時(shí)開(kāi)啟合膏機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫，鉛膏溫度降至35°C時(shí)，出膏并進(jìn)行涂板；
(6)干燥:極板經(jīng)干燥后，得到成品鉛酸蓄電池正極生板。
[0019]其中，步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)中鉛膏原料和鉛膏的溫度都始終保持在70°C。
[0020]實(shí)施例2
一種鉛酸蓄電池正極免固化鉛膏的制備方法，包括以下步驟:
(1)干混:將鉛膏原料在合膏機(jī)中干混3min；
(2)濕混:將合膏機(jī)中的鉛膏原料用蒸汽加熱方式加熱Imin，之后加入60°C熱水進(jìn)行濕混5min;
(3)加酸:濕混結(jié)束5min后加入經(jīng)預(yù)熱的合膏酸，預(yù)熱后的合膏酸的溫度為60°C；
(4 )攪拌:加酸結(jié)束后，合膏機(jī)攪拌15mi η，得到鉛膏；
(5)出膏、涂板:攪拌結(jié)束后，關(guān)閉合膏機(jī)的加熱功能，并通入冷卻水，同時(shí)開(kāi)啟合膏機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫，鉛膏溫度降至35°C時(shí)，出膏并進(jìn)行涂板；
(6)干燥:極板經(jīng)干燥后，得到成品鉛酸蓄電池正極生板。
[0021]其中，步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)中鉛膏原料和鉛膏的溫度都始終保持在70°C。
[0022]實(shí)施例3
一種鉛酸蓄電池正極免固化鉛膏的制備方法，包括以下步驟:
(1)干混:將鉛膏原料在合膏機(jī)中干混4min；
(2)濕混:將合膏機(jī)中的鉛膏原料加熱2min，之后加入70°C熱水進(jìn)行濕混6min;
(3)加酸:濕混結(jié)束6min后加入經(jīng)預(yù)熱的合膏酸，預(yù)熱后的合膏酸的溫度為70°C；
(4)攪拌:加酸結(jié)束后，合膏機(jī)攪拌20min，得到鉛膏；
(5)出膏、涂板:攪拌結(jié)束后，關(guān)閉合膏機(jī)的加熱功能，并通入冷卻水，同時(shí)開(kāi)啟合膏機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫，鉛膏溫度降至40°C時(shí)，出膏并進(jìn)行涂板；
(6)干燥:極板經(jīng)干燥后，得到成品鉛酸蓄電池正極生板。
[0023]其中，步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)中鉛膏原料和鉛膏的溫度都始終保持在80°C。
[0024]實(shí)施例4
一種鉛酸