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vrla蓄電池配方對蓄電池性能的影響作者:網友供稿點擊:110文章頁數:[1]胡耀東長沙電源廠 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根據產品的用途和性能要求而定.作者根據近15年來研制這種產品的實際經驗提出4種正、負極板鉛膏配方供業界同仁參考. 關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展,只有近十幾年的時間,正如吳壽松老前輩指出的那樣,中國閥控式密封鉛蓄電池,是放大了的起動型蓄電池.不論是工藝、配方,還是結構設計都有相當大的繼承性,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、規格大小,一般的生產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條件、環境及工人素質等因素差別較大,為了保證產品質量,采取了不同的配方工藝.這都是在不斷改進,試驗優選的基礎上確定的.現將本人近15年來在這方面的實踐體會,寫出來供業界同仁參考.2鉛膏配方及生極板制造 2.1配方1及其特點 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 化學短纖維50g 密度1.400(25℃)的硫酸10.5kg 負極鉛膏配方: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、負極板4mm厚的閥控式密封蓄電池極板就會出現難以化成透的問題.為使蓄電池有好的初容量,在化成槽化成時,充入10倍額定容量的電量也沒有化成透.實踐證明配方中50g純硫酸/kg鉛粉以上,不適宜用于厚型極板.不但化成費電費時,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,不但和膏工藝便于操作,而且化成時只要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到設計要求.在和膏工藝方面,同樣的水量如果酸前加水量不足,加酸后和制一段時間,再加水成膏,這后來加的水幾乎不與鉛粉反應,鉛膏表觀密度較高,表面看硬度大,但水容易散失,不但造成涂片時困難,而且固化,干燥中往往會出現掉粉、裂紋等現象.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,或加很少量的調整水.這種鉛膏表現密度不大,稠度適宜.不論是和制粘性、半砂型或砂型鉛膏都應如此.和膏時的溫度控制非常重要,有時溫度過高,超過了70℃會使鉛膏發硬,甚至不能涂片,勉強涂片,也往往會造成生極板疏松、掉粉、脫皮等質量問題. 2.2配方2及其特點 正極鉛膏配方:鉛粉100kg 化學短纖維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) 負極鉛膏配方:鉛粉100kg 硫酸鋇560g 木素磺酸納330g 半補強炭黑220g 化學短纖維200g 密度1.400的硫酸(25℃) 6.44kg(純酸32.2g/kg鉛粉) 純水11-12kg 此配方的特點是在正極鉛膏內添加了乙炔黑和加大了化學短纖維的量,和膏工藝也注意了溫度,在夏天高溫季節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,再加上正負板柵厚度比例設計合理等因素,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,機械強度有所影響,如能做到緊裝配,也就是將100kPa壓力測定的公稱厚度的玻棉隔板,再壓縮15%~20%,這樣夾緊裝配,則不存在正極板機械強度的問題.多加了化學短纖維也彌補了強度較差的不足. 2.3配方3及其特點 正極鉛膏配方: 鉛粉100kg(氧化度65%-75%;表現密度1.6%-1.8%g/cm3) 化學短纖維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) 調整水1~2kg (鉛膏表現密度4.0~4.2g/cm3) 負極鉛膏配方: 鉛粉100kg 化學短纖維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 調整水1~2kg (鉛膏表現密度4.2~4.4g/cm3) 此配方特點是正極鉛膏中添加了高純石墨和聚四氟乙烯乳液,在保證極板機械強度的情況下,提高了大電流放電性能,使GFM—300型蓄電池1小時率放電提高近10%.由于含酸量不高,化成時較容易化成透,因此活性物質利用率較鎬.近來有了所謂異性多向石墨可以制造成粗粒狀,但效果尚待進一步試驗. 和膏工藝取決于和膏機型,及涂板方式和鉛粉性能.一般都是立式槳葉攪拌式和膏機.手工涂片可和制成粘性鉛膏,國產涂板機涂片時則宜和制成半砂型鉛膏(俗稱雪花膏),而采用進口涂板機涂板時則必須提高和膏時用的酸密度(一般為1.400,25℃)和制成砂型膏.手工涂片和膏時間在60~70min之間,加酸時間長(一般為12~15min加完酸),其余是和制時間.2.4配方4及其特點 正極鉛膏配方: 鉛粉100kg 化學短纖維(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 此配方的特點是含酸量較高,正膏中含純硫酸約為58.7g/kg鉛粉,負膏中含純酸量為41.25g/kg鉛粉.可以達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,沒有精密的化成充電設備和冷卻的控制系統,厚型極板鉛膏含酸量超過50g純酸/kg鉛粉時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“內化成”工藝時也有化成不透的情況.在貧液狀態下電液密度較高(1.250~1.270)化成透是困難的,而且不均勻,需要進行補充,進行幾次充放循環.往往在10小時率充放中表現出容量早期衰減,不良品率很高.而采用“外化成”工藝時此配方用于薄型極板則可達到提高初期容量目的. 現在一般中小型企業生產閥控密封鉛酸蓄電池,往往為了好管理或苦于沒有技術力量等原因,不論是生產什么規格、什么產品、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,在負極鉛膏中把硫酸鋇的添加量增到900g/kg鉛粉,化學短纖維增至30g/kg鉛粉(當然國產錦綸纖維不耐酸蝕,含水量有的高達40%以上也是一個原因).總之,鉛膏配方應按極板厚薄,產品的用途對產品性能的要求,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.對于新型有效的配方及不同類型的添加劑應積極推廣使用,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”.對于我們傳統的配方添加劑,例如加棉花的膠狀膨脹劑及用于厚型長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的配方也值得試驗研究.至于有些文章中提到的擴散N,發孔劑M等等因不知基細節無法在此討論.摘自《中外電源》