談鉛酸蓄電池產品及其工藝的改進（二）

www.sail-shipping.com 來源：電動車商情網　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2005-10-14

三、對幾種新產品與工藝改進的設想 1、改進式拉網板柵蓄電池用拉網板柵制作蓄電池，當前正在我國掀起。為什么這種板柵比鑄造板柵更優越，主要是它的合金是壓力成型，金屬結構緊密抗腐蝕能力強（這種板柵制成的蓄電池使用壽命平均提高50％左右），所以板柵筋可以設計較薄，而經拉網成形的小筋扭曲后，極板厚度沒減少反而增加，因此鉛膏量不減，這樣就使鉛膏與板柵的重量比要比常規電池提高，以發展拉網板柵替代鑄造板柵而言，每只蓄電池合金板柵重量可以平均減輕負18%-20％，因此電池的比能量相對要高約6%-7％，千伏安時耗鉛量降低約8%-12％。經粗略估算，合金鉛消耗可從8.3-8.6kg/KVAh下降至7.5-7.8kg/KVAh，節鉛可達約1.1kg/KVAh。如果達到50萬KVAH／年的規模產量計，每年節約合金鉛約600噸左右，所以經濟效益會有明顯增長。有這樣好的產品為什么發展如此緩慢，主要是受設備改造投資費用太貴影響，引進一套最小規模的拉網及壓帶設備約300萬美元，加上國內配套設備費需3000萬元以上，以每年所節約的合金鉛來償還投資已超過五年，經濟效益上受到影響。針對這個問題又需結合中國蓄電池行業現狀，特提出“壓網板柵”替代“拉網板柵”的設想，它的特點是在現在鑄板柵的基礎上，改進現有鑄板機之后再增加對板柵滾壓及壓網工序來制造網狀板柵目的。這種改進式拉網板柵蓄電池的設想工藝流程是：鑄板（雙片）→沖剪→滾壓→小筋壓彎→板柵修正→涂膏→包紙→固化→分板→初裝電池→電池化成這個工藝流程最大的優點是：（1）適合當前我國已有的生產工藝與裝備工藝，改動少投產容易；（2）需新增開發的設備少，按上流程僅在鑄板機后研發一臺“壓網機”，在涂板機后用包紙機替代表面干燥機就可以，加上板網模具等所需設備投資費用比引進二套擔網壓帶線節省很多；（3）這種壓網板柵適合各類蓄電池產品應用；（4）可生產干式荷電池產品出廠，符合我國市場(Rialto)需求。一些已投入生產的拉網板柵起動用蓄電池產品特點有：（1）全免維護型，產品整個壽命周期無需補水。（2）采用鉛鈣合金，自放電小、水損耗平均小于2g/AH，所有制密封性能可提高。（3）采用拉網板柵，電池耗鉛量小，比傳統的重力澆鑄板柵可節約鉛18%-20％，因此電池的重量比能量相對要高約6%-7％。（4）殼體采用彈性筋，方便電池制造，保證裝配。（5）電池有電量指示，方便使用。（6）由于拉網板柵的合金是壓力成型，金屬密度比澆鑄板柵高，所以抗腐蝕能力強，這種板柵制成的蓄電池使用壽命平均提高50％左右。上述改進式拉網電池（又稱壓網電池）一般用于改造起動用蓄電池較多。 2、纖維氈（網）板柵蓄電池眾所周知，活性物質（鉛膏）與板柵導電筋的間距越近則極板的內阻越小，相應的活性物質的利用率就越高，有人測試過如果板柵導電筋與鉛膏間距在0.2mm，活性物質的利用率可達90％，將高出常規極板一倍以上。根據這個原理，已有廠采用合金鉛的纖維氈（網），并鑄造在板柵中間替代常規板柵的小筋，制成“纖維氈（網）板柵”，然后再涂上鉛膏制成極板，由于合金鉛纖維是高壓壓鑄形成，金屬緊密度高，抗腐能力不會下降反而提高，因此用纖維氈（網）極板做成的蓄電池容量與壽命一定能提高。纖維氈（網）板柵蓄電池設想工藝流程：合金鉛熔化→擠壓噴絲→纖維切斷→鋪氈壓片→燒結成形→裁剪壓網成片（卷）→鑄造邊框及大筋→形成纖板柵→送入涂板等工序→制成電池為節約成本，纖維氈（網）最好專業化協作生產為宜，蓄電池廠可從協作配套廠中購得，由于這種板柵的切鉛效果及性能改善明顯，所以完全可以補償購買纖維氈（網）的成本增加。這種板柵更適合制作電動車用小型蓄電池，這將對目前產品在提高重量比能量及性能上會有新的突破。 3、銅網板柵蓄電池銅網板柵蓄電池早在80年代中由德國哈根公司發明并應用于大型牽引蓄電池中，這種板柵只能用于負極板，因為負極板的活性物質電化學變化是從極板表層向內部滲透與正極板相反，所以銅網板柵中的銅離子也不會向極板表層滲透，因用它做負極板完全可行，我們知道銅的電阻率為0.01673（Ωmm2/m）比鉛的電阻率小13倍，所以用銅制板柵極板內阻小容量也就增加了，加上銅的密度為8.4g/cm3是鉛密度的74％，因此用它做成的板柵比鉛合金板柵重量輕20％以上，電池總容量也至少提高5％。下面再介紹一下十年前筆者曾經與廠合作研發的銅網板柵蓄電池。當時用36Ah塑殼，用外購紫銅網表面經電鍍錫后再鍍鉛，并澆鑄板耳與塑料邊框，這種板柵比常規板輕20％以上，以12Ah／片放入35Ah塑殼內，結果36Ah設計容量實達到45Ah以上，這批蓄電池的重量比能量為42kg/wh，后來因當時沒有電動車市場(Rialto)廠方產品轉產而沒進一步研發，但是可以證明“鉛網板柵蓄電池”用于中型電動車用蓄電池中是可行的。銅網板柵蓄電池設想工藝流程：紫銅帶→剪切網縫→橫向拉伸→左右裁剪→壓平去刺→除油清洗→成卷或切片→電鍍錫厚20μ以上→電鍍鉛厚80μ以上→成卷網切成單片→二端鑄板耳及底→二邊包塑形成銅網板柵→送去涂膏制成蓄電池。其實紫銅網完全可外協從市場(Rialto)購得，這樣對蓄電池廠而言生產工序可簡化，成本可節約。上述三種方式的“新型板柵”介紹給大家，是因為它的生產工藝都具工業化運行的可能性，所開發的新產品適合市場(Rialto)現狀，但仍需要繼續研發與投入才能真正成為商品。當前，在新產品項目開發上，還有許多新課題需共同探討。相信不久一定會有一批具有中國特色的“高效高能新型鉛酸蓄電池”能走向市場(Rialto)進軍世界(Mondi)，讓我們共同努力迎接蓄電池工業輝煌的明天。■