[发明专利]一种蓄电池正极板的固化工艺

说明书

本发明公开了一种蓄电池正极板的固化工艺，涉及到铅酸蓄电池极板制造的技术领域。所述固化工艺包括高温高湿焖蒸阶段、氧化转换阶段和失水干燥阶段三个阶段。本发明工艺是让湿极板先通过高温焖蒸，使铅膏内的分散多碱式硫酸铅转换成为以四碱式硫酸铅为主的铅膏聚合物，再通过先高湿后快速降湿的方式，让铅膏内剩余的金属铅氧化成氧化铅，再用中温常压条件进行快速固化。这种过程就既可以保障活性物质颗粒度，稳定活性物质的比表面积，又可以让湿极板快速降湿脱水，快速进行固化。这样焖蒸固化出来的极板，既有稳定的比表面积，也有很高的孔率和自身强度，不需要对设备进行高功能的改造和成本投入，大大缩短了湿极板的固化周期和提高了电池性能。

技术领域

本发明涉及到铅蓄电池极板制造的技术领域，具体涉及一种蓄电池正极板的固化工艺。

背景技术

从十八世纪开始的铅蓄电池研发和制造过程开始，蓄电池内部的极板一直是蓄电池功能的心脏部件，而极板固化工艺也一直是整个生产工艺的最核心工艺之一，特别是进入二十一世纪以来，所有工程技术团队一直在研制开发各种固化工艺，以求提高汽车起动启停用铅酸蓄电池的综合性能，满足汽车发展的需求。

固化工艺就是将湿极板经过一定温湿度条件的工艺过程，将铅膏颗粒转变体积均衡，成分稳定，粒子自身间结合力紧密，铅膏与板栅表面结合牢固的过程。极板固化的设计条件不同，固化理念的好坏，将直接决定电池的使用结果。

湿极板固化是一个水份缓慢蒸发、组分重结合的过程，整个过程中既有物理变化又有化学变化。所有极板的固化工艺，都需要在一定的温度湿度条件下进行。整个过程都在发生一连串的化学反应，具体分为如下的化学氧化过程和水分蒸发的干燥过程：

化学氧化过程包含：①湿极板内的游离状态的铅粒子与空气中的氧气发生反应，变成氧化铅；②氧化铅在与水和硫酸铅结合，形成多成分的碱式硫酸铅(包含：一碱式硫酸铅、二碱式硫酸铅、三碱式硫酸铅和四碱式硫酸铅)；③板栅的筋条表面在温湿度条件下发生自身氧化反应，使筋条表面变成粗糙状，能与铅合物形成牢固的结合力，起到良好的导电效果。

水分蒸发的干燥过程是将湿极板内部的剩余水分全部通过加热缓慢蒸发掉，让湿极板变成微孔状的干硬极板。这样既能满足后续电池装配的强度条件，又能提高极板的自身孔率，以保障极板的快速反应能力。

目前行业内绝大部分的极板固化工艺，都是采用中温高湿的固化干燥条件，工艺参数见表1。

表1

这种中温固化过程，会让极板内部的不同组分含量差异很大，特别是极板中的Pb(OH)₄SO₄四碱式硫酸铅含量范围较宽，一般占总颗粒的1/3左右，而且Pb(OH)₄SO₄四碱式硫酸铅聚合物的颗粒度从几微米几十微米粗细不等。这种结构的极板就会导致电池的初期性能一致性差，电池的使用寿命不稳定，一般在120次(GB循环耐久(I)标准)左右。

申请人验证过很多批次的类似于这种中温高湿的普通固化工艺，为了保障板栅表面的氧化效果和金属游离铅的转化，这种工艺在前期的固化过程只能进行缓慢降湿，不能提速。这种工艺耗时较长，制造周期不能缩短，如果为了提高效率，缩短固化周期，也可以采用加压补氧的方式进行辅助固化，但这种方法需要对设备自身强度和功能进行大幅度改造，这样的设备成本和运行安全要求很高，最终导致制造成本升高。

发明内容

本发明提供了一种常态下的蓄电池正极板的高温焖蒸固化工艺，它可以克服现有极板中Pb(OH)₄SO₄含量偏低、Pb(OH)₄SO₄颗粒度偏大，多种碱式硫酸铅混杂、整个固化过程偏长的等缺陷。为了实现这种目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种蓄电池正极板的固化工艺，包括以下步骤：