一、什么叫蓄电池
能将化学能和直流电能相互转化并且放电后能经充电能复原重复使用的装置叫蓄电池,也叫二次电池。常用的蓄电池有铅酸、镉镍、氢镍和锂离子电池。
这里我们主要讲解的是铅酸蓄电池。
二、铅酸电池的组成及各部分的作用
铅酸蓄电池的电极主要由铅制成,电解液是硫酸溶液。一般由正极板、负极板、隔板、电池槽盖、电解液和接线端子等部分组成。
(1)正、负极板
正极板和负极板共同组成了电池的两个电极,实现电池充放电过程中的氧化还原反应。
正极板=正板栅+正极活性物质(PbO2)
负极板=负板栅+负极活性物质(Pb)
(2) 隔板
隔板作用是防止正、负极短路,又称为隔膜。
对隔板的要求:较小的电阻,孔径要小,孔数要多,另外还要求机械性能好,耐酸腐蚀,耐氧化。
常见的隔板:橡胶隔板,PE(聚乙烯)隔板,PP(聚丙烯)隔板,超细玻璃纤维隔板(10G)等。当然,还有现在车间用的DE隔板。
(3)电池槽
电池槽是电池的容器,亦称为外壳。
电池槽材料必须经受电解质的腐蚀,而且具有一定的机械强度,耐高低温,无有害杂质析出,绝缘性好。
常见的壳体材料:PP,ABS,橡胶等。
(4)电解液
又称电解质,铅酸电池电解液为硫酸,不仅提供电池内部离子导电,而且参加电池反应。
5)接线端子
用来连接外部用电设备。
三、铅酸电池制造工艺流程
(1) 合金 我公司常用以下几种合金:
n Pb-Sb
n Pb-Sb-As-Sn-Se
n Pb-Ca-Al
n Pb-Ca-Sn
n Pb-Ca-Sn-Ag
(2)板栅制造
板栅的作用:
u 活性物质的载体,骨架
u 电流的传导体
u 使电流均匀分布
目前,我们公司有两种生产方式:重力浇铸型和压带拉网型。
n 重力浇铸型
是将熔化了的铅合金浇入模具内,使铸模的型腔与所要求的制件外形相符合。
特点:导电性能好,形状尺寸多样化。
重力浇铸板栅需重点控制:温度、合金冷却速度、厚 度、重量、生产速度
温度过高易出现如下问题:
u 板栅筋条成型不均,易断筋
u 会有少量浮渣溶解到合金溶液中,冷却后,板
栅会出现“发白”现象
u 易引起冷却不均,使板栅出现收缩及裂纹
温度低也会出现下列问题:
u 流动性差,凝固加快,影响成型,浇铸不满
u 凝固快,气体难排出,生成气孔,使板栅腐蚀
控制措施:合金温度,模具温度,涂模剂喷涂
n 压带拉网型
将合金溶液通过冷却辊筒直接压铸制成指定厚度的合金带,然后进行扩展拉网。
l 优点:生产效率高;对环境污染小;可制造很薄的板栅,薄至0.4mm;耐腐蚀性能好等。
l 缺点:拉网板栅左右没有边框,导电性差
(3)铅粉制造(球磨法)
所谓铅粉,实际上是外表层包有氧化铅(PbO)的细粉粒。
l 铅粉质量特性:
氧化度 视密度 吸水率 粗细度 颜色
l 铅粉机工作条件: 2Pb + O2 2PbO
转速 温度 铅球量 正、负风压
(4)生极板制造
① 铅膏
通常要根据电池的用途、性能要求来决定铅膏配方。有干荷电、非干荷电、电动车等配方。
铅膏物理性能:
u 铅膏视密度
制造工程中严格控制。 铅膏视密度高的极板,理论容量高,但实际可用容量低。
u 孔性和渗透性
u 稠度
② 添加剂
l 阻氢剂 如腐殖酸、木质磺酸盐等
l 膨胀剂 如BaSO4、碳黑、腐殖酸、合成鞣剂、栲胶等
l 防氧剂 如1,2酸、松香粉等
l 导电剂 如碳黑、乙炔黑等
※ 严禁正负铅膏混和
③ 涂板
涂板有手工涂板和机械涂板两种。机械涂板机和表面干燥窑连接起来形成生产线。机械涂板,生产效率高。
重点控制: 涂膏量、厚度、失水率
④ 固化、干燥 作用:
u 使铅膏中的铅进一步氧化,有利于化成效果。
u 使板栅表面生成氧化铅腐蚀膜,增强板栅与活性物质的结合。
重点控制:游离铅含量(正板≤ 2.5% 负板≤ 4% )
新技术要求正极板: ≤ 4.0%;负极板: ≤ 5.0%
(5)化成
化成是用电化学方法在正极上形成二氧化铅,负极上形成海绵状铅的过程。
化成方式有两种:
u 槽式化成(极板化成)
u 电池化成
极板化成
极板化成分焊接化成和无焊接化成两种,目前我们公司全部采用无焊接化成方式。
化成结束的判断:
u 槽内有大量地均匀气泡产生
u 槽压、电解液密度稳定3h以上
u 极板无白色硫酸铅层,正板为深褐色,负板为
暗灰色
(5)电池化成
注酸---多阶段恒流充电----调整液面-----小盖热封----大电流检测-----擦拭-----包装
(6) 蓄电池装配
配组----焊极群----插隔板----装槽-----穿壁焊接-----热封大盖-----焊端子
① 配组
l 手工配组
l 设备配组
要求:正确把正负极板与隔板
组成极群组,正负极板摆放正
确,数量准确且无损坏。
② 焊极群
l 手工焊极群组
l 极群组铸焊
要求:(手工)板耳彻底熔化,
焊接牢固,无气孔砂眼;
(铸焊)无砂眼,板耳表面熔化,
结合牢固,汇流排薄厚一致。
③ 插隔板
我厂常用隔板:橡胶 PE 10G(复合)
工艺要求:带沟槽或筋条面向阳板,极板面面相对,隔板不准有损坏。
④ 装槽
是一个重要工序,质量控制的关键环节。
工艺要求:装前反扣电池壳;无反极、短路;隔板整理到位,整齐;极板无弯曲损坏。
⑤ 穿壁焊接
是塑料电池生产的关键工序。
工艺条件: 电流 夹紧力 焊接时间 能量
质量要求: 无砂眼、气孔;无假焊、脱焊
⑥ 热封
是把壳体与盖用热熔塑料的方式把壳盖粘结在一起的
过程。
工艺条件:熔化塑料温度、时间 粘结时间
质量要求:热封温度;壳盖缝大小;是否歪斜;密封性
⑦ 烧端子
l 自动烧端子
l 手工烧端子
质量要求: 焊接深度;端子尺寸;是否露铅;铅
管与极柱的焊接强度;端子是否带帽。
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