談鉛酸蓄電池產品及其工藝的改進（一）

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

一、對蓄電池新產品研發的出發點問題近年來，我國蓄電池產品在市場(Rialto)激烈競爭的推動下，新產品不斷涌現，其中在極板上改進的有：用拉網板柵做極板、用纖維氈板柵做極板、曲形極板、軟性鉛布極板、非金屬導電材料極板等，總之一個目的，是想通過各種辦法把活性物質的利用率進一步提高，把起導電作用的板柵重量減輕和節省鉛耗，同時改進合金配方提高抗腐蝕性能及導電性。另外在電解液上也有創新，如：膠體式、貧液吸附式、富液密封式等，特別在電池結構上創新，如：平板式電池、卷繞式電池、曲板式電池、單體組合式電池等，以上所有創新的新產品有的正計劃研發，有的已投入生產，總之，要想使這些新產品進入市場(Rialto)成為能批量生產的商品決不能盲目研發，建議應思考以下4個問題，作為產品研發的出發點，供企業參考。 1、首先要考慮產品的先進性。先進性是相對而言的，只要比原有的老產品有所改進并表現出優越性，這就是先進性，以上所介紹板柵及配方的各種改進方式，其目的是想使鉛酸電池內在質量上有一個較大提高，有些產品是從容量上下功夫，把目前重量比能量從30-35wh/kg提高至40-45wh/kg，這就是一種很大的進步。也有的產品在壽命上下功夫，保證新產品比老產品有質的飛躍，但筆者主張使用壽命也不是越長越好，只要提高到市場(Rialto)認可的適當壽命就可以，總之要保持產品有一定的先進性就值得去努力、去研制開發它。 2、對新產品研發要考慮具有針對性。產品的針對性是針對市場(Rialto)需求而言的，也就是在當今研制的新產品一定要有市場(Rialto)需求，不然它再先進沒有市場(Rialto)就成不了商品，更談不上有效益。我們主張“對癥下藥”的新產品開發設計思想，如：起動用蓄電池產品極板的改進不以改進深放電性能為方向，動力用蓄電池產品的極板，不以提高大電流起動放電性作為改進方向等。 3、要考慮新產品工業化生產的可行性。產品開發需解決工業運行的可行性，這個問題過去人們還不太重視，有不少廠家在小批量投入生產時質量可保證，但一旦批量生產問題很多，例如：1994年已有企業開發成“曲板電池”新產品，前后相隔五年才有樣品鑒定。這時間主要精力是解決工業運行的問題，直到現在因所研發的專用設備沒得到正常運行，批量生產仍不能落實，手工作業質量不穩定成本高，所以新產品商品化就成了空話，希望在開發研制新產品的同時要研究生產工藝及裝備。 4、新產品生產中的經濟性。在當今市場(Rialto)競爭如此激烈的情況下，節約產品成本就成為當今新產品研發的重點之一，任何一種商品在保證性能與質量的前提下，節約生產成本就是我們的努力方向，所以并不是因中國勞動力價格低，用人工操作生產就能節約成本，實際上還不存在效率問題與質量問題，加上有鉛作業的特殊因素，所以選擇機械化、自動化的生產方式，對批量生產的產品而言應該是最經濟的，對一種新產品的開發，應在每道工序上精打細算才行。只有考慮到產品生產中的經濟性和產品設計時為機械生產創造條件，才能使新產品節約生產成本，在激烈的市場(Rialto)競爭中立足取勝。以上4個特性正是蓄電池新產品研發的基本點。二、對現有產品的改進與相關工藝的改進問題長興現有產品應該說品種齊全，總體上說，除了電動車輛蓄電池產品已處于領先水平之外，其它類產品與全國同類產品相比，水平上和質量上各有缺點，所以很難提出更加具體和針對性強的改進，下面就近幾年來蓄電池行業對產品改進的發展趨勢，以及筆者的設想作為一種意見供參考。 1、鉛粉控制質量的改進行業對鉛粉的使用開始比較傾向于細鉛粉，即視比重在1.2-1.4左右，因為細鉛粉比粗鉛粉表面積大，對蓄電池極板活性物質利用率提高有利，同時鉛粉是否用99.99％純度也提出新的挑戰。純鉛中加入其它元素來提高極板的孔率及導電性應該說是一條很好的改進途徑，為此筆者比較傾向采用熔化方式鑄成鉛粒送鉛粉機的工藝，因為它便于在鉛粒內加入其它元素，如果老式的鉛粉機生產不出細鉛粉，可在主機出粉口增加“粗粉返回裝置”來解決，這些改進措施有利于新產品的研發。 2、鉛膏配方的改進改進鉛膏的配方一直是全行業非常關注的課題之一，因為鉛膏就是蓄電池的活性物質也是電池容量多少的基礎，當今蓄電池產品設計的活性物質的利用率在30%-40％左右，與理論上差距較大，所以設計人員均在如何提高利用率上不斷地努力，如：膏中加入導電材料，納米技術的運用等均是這個目的，同時蓄電池的壽命長短也取決于膏的硫酸化，強化鉛膏與板柵的結合力，減少鉛膏脫落，不少廠家均在鉛膏配方內加入纖維，如果加入的纖維又具有導電能力的話，這就能使新鉛膏配方起到減少內阻又能延長蓄電池的壽命的雙重作用，因此一批新型添加材料出現也是行業發展的趨向。目前行業中提高膏的視比重和酸量及高溫合膏生成四價式硫酸鉛等措施也開始應用。這些改進都可以作為目前產品改進的參考。 3、板柵的改進板柵的改進是當今蓄電池行業主攻方向，板柵的改進分二類，一類是以改變材質及合金成分為主，其中有碳纖維、玻纖維和導電塑料外包鉛的識成鉛布為板柵，另有運用稀土材料配制成稀土合金作板柵。另一類以改變形狀為主，現出現的纖維板柵、拉網板柵、壓網板柵、鉛網板柵、電沉積板柵、鑄管式、袋式等新型板柵，以上這些板柵的改進都只有一個目的，要減輕板柵重量，提高板柵的抗腐蝕程度，提高導電性減少內阻。總之，提高極板中的膏與板柵的重量比，（從常規重量比6：4提高到7：3）從而降低鉛耗、節約成本。這些板柵的改進均是當前蓄電池產品改進的方向。以上眾多的改進，筆者認為具有工業化運行批量生產的改進是：稀土合金作板柵、壓網法板柵、銅網板柵及壓鑄板柵等，這些改進板柵做成的蓄電池肯定在質量上優于老產品，下面還將介紹幾種新型板柵，可以供現在產品性能改進作參考。 4、隔板的改進目前行業上使用的隔板品種越來越多，有PVC、PP、PE和橡膠，纖維紙槳以及為配套密封電池用的AGM隔板，隔板的主要作用除了隔離正負極板短路并使電解液通過完成電化學反應外，另外作用是減少活性物質脫落，對密封電池中的AGM隔板還需具有吸附盡量多的酸量的作用，還需提高表面積，幫助被陰極吸收氧氣合成水的作用。可以考慮在隔板緊貼極板的一面增加一層導電材料，使極板能減少內阻的作用。所以對隔板的改進和要求會越來越高，當今，可以提高蓄電池壽命的袋式隔板已在蓄電池產品中應用，并不斷擴大，對隔板的改進希望在隔板生產廠來研發，并滿足蓄電池廠新產品研發所需。 5、電解液的改進鉛酸蓄電池的電解液，是以硫酸為主，它的純度提高，影響到電池存放周期，為了減少電池自放電，有些企業高檔產品中采用了試劑純硫酸。電解液用液體式還是固體（膠體）正是當今改進方向，因為固體電解液雖在大電流放電性上不如液體，但固體電解液蓄電池不會倒流出硫酸，加上產品密封性好，電池使用后期不會因缺電解液而影響容量，并在防止活性物質脫落上延長了電池壽命，所以優點很多，因此一些密封型蓄電池產品已逐步推廣使用固體電解質，同時，在電解液內加入減少內阻的添加劑也能改善固體電解液的大電流放電性能，所以研究它，仍具有提高產品性能和質量的好處。目前除了采用先配成膠體電解液后再直接灌入電池外，還有用無水硅膠磨成粉再灌入電池后加入硫酸解決電解液固體化的問題。 6、蓄電池形狀和結構的改進行業中已經出現拉網電池、平板電池、曲板電池、鉛布卷繞電池以及單體組合電池等。這些改進有的是可以減少電解液比重的上下分層，有的可以提高極板表面積，有的可以延長蓄電池循環壽命，有的對發展新型高電壓（36V）汽車用蓄電池（暫稱“起步用蓄電池”）指出了改進方向，然而蓄電池的形狀變化是通過電池內部極板形狀改變來決定的，總之一個目的，想提高電池容量，減輕電池重量，提高電池比能量，從而又不能影響壽命等都將是我們產品研發的方向。以上六個方面改進的意見正是當今蓄電池行業產品與工藝的改進趨向，現介紹給大家作參考，但是對新產品開發必須對相關的工藝裝備同時研發才行，這樣才能使新產品工業化批量化成為商品推向市場(Rialto)。