内化成电池生产新技术(文摘)

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1、《内化成电池生产新技术》摘录王有山前言:你化成极板所用的活物质配方较外化成好复杂,要兼顾的地方多,比如:既要考虑容易化成问题又要考虑寿命问题。同时,不同的板栅合金活物质配方也不同。书中对内化成极板正负极活物质添加剂材料及配方都有较详尽的介绍,针对铅钙合金、铅钙稀土合金、铅锑稀土合金板栅材料,有不同的活物质配方提供。书中涉及前沿技术,都有好不保守的详尽数据。5.2正极活物质添加剂5.2.1石墨石墨质软,黑灰色,是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形状结构,属六方晶系,具有完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱。石墨的工艺特性主要决定于它的结

2、晶形态。根据结晶形态不同,将天然石墨分为三类:鳞片石墨、致密结晶状石墨、隐晶质石墨。其中鳞片石墨是在高温、高强度的压力下由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用变质而成的,石墨晶体呈鳞片状,此类石墨的导电性、可塑性明显优于其他类型石墨。石墨由于其特殊结构,本身具有以下特征:耐高温:石墨的熔点为3850±50℃。导电性:石墨的导电性比一般非金属矿高很多。化学稳定性:石墨有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。天然石墨的含量较低,杂质较大,且不同的石墨矿相差较大,用于蓄电池需提纯后才能使用。由于石墨具有以上特征,正、负极板均可使用,可增强极板的导

3、电性,提高活性物质利用率,特别是放电后期当硫酸铅晶体显著增加时,改善铅活性物质的导电性特点更为明显。石墨的加入同时增加了极板的孔隙率及吸液量,可以提高极板的放电性能,在低温时提供了较高的放电容量。由于孔隙率的增加,有利于硫酸根离子的渗透,防止放电时小孔被阻塞,增加了电极的真实表面积。同时石墨的粒子较细,在充放电过程中不变化,可以防止活性物质的结块和收缩。添加量:铅粉重量的0.2-0.4%。5.2.2二氧化铅这里所说的二氧化铅(Pb02)指的是生产极板过程中报废正极板活物质,把报废的正极活物质从极板上敲下来(现在已有专门的膏栅分离机可完成膏栅分离、粉碎、称

4、量等工作),经粉碎后作为正极活物质添加剂。添加这种添加剂有利于极板化成。添加量一般在2-5%。5.2.3红丹红丹(Pb3O4)添加在正极板活物质中,用于内化成极板生产,可以显著提高正极活物质转换效率,减少充电时间及降低充电电量。红丹的添加量较大,一般可以添加5-10%。与二氧化铅粉混合添加时可以适当减少添加量。5.2.4三氧化二锑三氧化二锑用于铅钙正极板活物质添加剂,添加在和膏的铅粉中,可以消除“无锑效应”。在电池充电过程中正极板栅表面析出氧,板栅与活物质界面被氧化,氧化腐蚀层中有PbO和Pb02,PbO的电阻很大,如果产生的PbO较多时,会严重影响电极

5、反应,充放电时在板栅与活物质界面产生热量,使板栅与活物质界面恶化。加入三氧化二锑后,锑离子在铅氧化过程中起着电催化作用,有效减少PbO的生成,降低腐蚀层的电阻。另外锑离子还可以提高Pb02晶胶区电子导电特性、稳定晶胶区反应时晶胶浓度,从而提高其电极反应后期的导电性。在铅钙合金正板栅的极板中,三氧化二锑的添加量一般为铅粉重量的0.1-0.2%。5.2.5硫酸亚锡外化成极板生产常常把硫酸亚锡添加到电池中(通过添加在电解液中然后加入电池),添加量一般为电解液重量的0.1-0.15%。加入硫酸亚锡作用有二,一是还原板栅和活物质界面生成的高阻抗PbO,二是和锑离子

6、一样进入到板栅与活物质交界面的凝胶区提高交界面的导电能力。硫酸亚锡比较难溶于电解液,在内化成极板生产中,完全可以把硫酸亚锡添加到和膏铅粉中。在铅粉中的添加量一般在0.09%-0.13%。5.2.6正极复合添加剂正极复合添加剂是作者通过数年时间,对多种配方进行筛选、对比试验研制出来的针对正极活物质配方的添加剂。这种添加剂具有耐酸、耐碱、弹性好的特性。加入铅膏中后,可以有效缓解蓄电池充放电过程中Pb02—PbSO4互相转换时体积变化引起的应力所造成活物质软化脱落。我们知道,Pb02的体积仅是PbSO4体积的1/2,电池充电时生成Pb02体积缩小,放电时生成P

7、bSO4,体积增大,充放电过程中体积的变化引起物质间应力变化,长期反复的应力变化使活物质间的结合强度降低,从而促使活物质软化脱落。加入该添加剂后,它“镶嵌”在活物质之间,充电时(体积减小)被放松,放电时(体积增加)被压缩,这种类似于弹簧一样的作用,大大减缓了正极活物质的衰老速度,从而使电池的循环寿命增加很多。通过多方面试验表明,添加这种正极复合添加剂具还有如下优点:降低化成难度、节省化成时间及化成电能,内化成电池及管式电池生产效果更明显;提高电池初容量、平均提高8%左右;提高循环寿命30%以上采用该添加剂的极板无需采用高温固化,节约固化能量30%左右。添

8、加量:铅粉的0.1-0.15%。5.2.7硫酸钙硫酸钙俗名石膏,通常与两个结晶水

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