一種鉛酸蓄電池?zé)o酸外化成的方法及其鉛酸蓄電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池，尤其涉及一種節(jié)能減排、環(huán)保、提高產(chǎn)品質(zhì)量的鉛酸蓄電池?zé)o酸外化成的方法及其鉛酸蓄電池。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)和勞動(dòng)防護(hù)的政策不斷出臺(tái)(例如:《鉛酸蓄電池行業(yè)準(zhǔn)入條件》中規(guī)定，2013年開始建廠的蓄電池企業(yè)需采用內(nèi)化成工藝)，意味著鉛酸蓄電池生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝的制定應(yīng)符合環(huán)境友好的要求。現(xiàn)有的蓄電池生產(chǎn)過程中無論采用內(nèi)化成還是外化成工藝，均存在著敞口化成的問題，電池敞口化成就意味著有大量的酸霧產(chǎn)生，影響環(huán)境。
[0003]在蓄電池的制造過程中，需要通過一定的充放電方式將極板內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活，轉(zhuǎn)變?yōu)楹呻姞顟B(tài)，改善電池的充放電性能及自放電、儲(chǔ)存等綜合性能這個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程稱為化成工藝過程，電池內(nèi)化成是將生極板裝配蓄電池，裝配完成后，加入稀硫酸，充電化成，使生極板的成分轉(zhuǎn)化為正負(fù)極板物質(zhì)。
[0004]鉛酸蓄電池在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中廣泛使用，與人民的生活生產(chǎn)聯(lián)系緊密，不可或缺，但其制造過程中存在的環(huán)境污染問題也廣為病垢，尤其是傳統(tǒng)的極板外化成工藝，不僅會(huì)產(chǎn)生大量酸霧，而且化成后熟極板沖洗還會(huì)產(chǎn)生巨量含鉛廢水，因此，該工藝已被國(guó)家嚴(yán)令限期終止(2015年底)，取而代之的是電池內(nèi)化成工藝。然而，內(nèi)化成工藝雖然有利于環(huán)保，但并不節(jié)能，相對(duì)于外化成，化成充電量增加50%以上，極板化成質(zhì)量也不及外化成，事實(shí)上，夕卜化成的被禁用是因?yàn)榄h(huán)保問題，而非技術(shù)問題。
[0005]中國(guó)專利公開號(hào)CN101459258A，公開日2009年6月17日，名稱為鉛酸蓄電池內(nèi)化成反充電化成工藝，該申請(qǐng)案公開了一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成反充電化成工藝，包括鉛酸蓄電池的灌酸或灌膠步驟及充電步驟，在灌酸或灌膠步驟完成后及充電步驟前，對(duì)電池進(jìn)行反向充電。其不足之處在于，內(nèi)化成工藝雖然有利于環(huán)保，但并不節(jié)能，相對(duì)于外化成，化成充電量增加50%以上，極板化成質(zhì)量也不及外化成。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是用無酸外化成工藝替代傳統(tǒng)的稀硫酸外化成工藝，杜絕了酸霧污染，避免了極板產(chǎn)生沖洗的含鉛廢水，同時(shí)化成效率、極板質(zhì)量?jī)?yōu)于內(nèi)化成工藝，而且沒有內(nèi)化成工藝過程的廢酸產(chǎn)生，達(dá)到既節(jié)能減排、又提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種鉛酸蓄電池?zé)o酸外化成的方法，化成槽中電解液為中性電解液，中性電解液的電解質(zhì)為無機(jī)鹽，溶劑為去離子水，無機(jī)鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1_50%，電解液中還添加有機(jī)阻溶劑。在本技術(shù)方案中，無酸極板外化成，不僅沒有酸霧和含鉛廢水產(chǎn)生，而且也沒有傳統(tǒng)外化成或內(nèi)化成初期硫酸與氧化鉛作用生成硫酸鉛的反應(yīng)，因此化成電量只有理論容量的1.1-1.5倍，低于傳統(tǒng)硫酸外化成工藝的1.5-2倍，也大大低于內(nèi)化成工藝1.8-3倍；傳統(tǒng)的內(nèi)化成，包括外化成熟極板的灌酸充電，為了活性物轉(zhuǎn)化完全，都采用過量灌酸，化成結(jié)束后需抽出多余的硫酸，抽酸過程很難精確控制，酸液密度也有變化，造成了電池之間，甚至電池單格之間電解液用量不一致，而無酸外化成，保留酸量就是灌酸的酸量，酸量、密度都能做到精確控制，因此，電池的一致性提高；有機(jī)阻溶劑的加入是為了防止負(fù)極鉛膏中的物質(zhì)溶解進(jìn)入電解液。
[0008]作為優(yōu)選，所述無機(jī)鹽為氯化鹽、硫酸鹽或硝酸鹽。
[0009]作為優(yōu)選，氯化鹽為質(zhì)量比1:1:1的氯化鈉、氯化鉀與氯化鎂的混合物，硫酸鹽為質(zhì)量比1:1:1的硫酸鈉、硫酸鉀與硫酸鎂的混合物，硝酸鹽為質(zhì)量比1:1:1的硝酸鈉、硝酸鉀與硝酸鎂的混合物。
[0010]作為優(yōu)選，正極鉛膏中加入形核劑與緩釋劑，形核劑的加入量為鉛粉重量的0.5-10%，緩釋劑的加入量為鉛粉重量的0.01-0.5%。在本技術(shù)方案中，形核劑和緩釋劑在化成時(shí)控制生成的活性物的晶型和形貌。
[0011]作為優(yōu)選，所述形核劑為經(jīng)過表面處理的二氧化鉛。
[0012]作為優(yōu)選，二氧化鉛的表面處理工藝為以將10-12份二氧化鉛溶于乙酸得到乙酸溶液備用，稱取5-7份結(jié)晶四氯化錫、12-15份硝酸鉺、3-4份石墨烯，加入30-45份無水乙醇，再加入1.5-3份乙酰胺，攪拌均勻得到混合醇溶液備用，配置2.6-3.2mol/L的檸檬酸溶液，將乙酸溶液加入至檸檬酸溶液中，35-45°C下超聲震蕩30-60min后在10_15min內(nèi)加入混合醇溶液，75-95°C超聲震蕩65-80min，然后調(diào)節(jié)pH至中性，220-280°C下干燥后研磨至0.1-5 μ m，乙酸溶液、檸檬酸溶液與混合醇溶液的體積比為1:2:1。在本技術(shù)方案中，經(jīng)過表面處理的二氧化鉛屬金紅石型，比表面積大，有利于以二氧化鉛為晶核形成晶體，形成的晶體晶型飽滿，可以有效提尚活性與使用壽命。
[0013]作為優(yōu)選，所述有機(jī)阻溶劑為對(duì)硝基苯甲酸，加入量為電解液質(zhì)量的0.5-2%ο在本技術(shù)方案中，硝基是憎水基團(tuán)，在電解液中加入可以防止負(fù)極鉛膏中的物質(zhì)溶解進(jìn)入電解液
一種鉛酸蓄電池，經(jīng)過鑄板、和膏、涂板、固化等工序得到正極板和負(fù)極板；正負(fù)極板相間排列，且每片正板的兩側(cè)都有負(fù)板；正極板并聯(lián)并與化成充電機(jī)正端相連，負(fù)極板也并聯(lián)并與化成充電機(jī)負(fù)端相連；化成槽中電解液液面沒過極板，但低于極耳；按照設(shè)定的模式充電，使正板鉛膏轉(zhuǎn)化為具有活性的二氧化鉛，同時(shí)，負(fù)極鉛膏轉(zhuǎn)化為具有活性的海綿鉛；正極板直接干燥，負(fù)極板浸硼酸后干燥，或直接進(jìn)入無氧干燥爐干燥；化成干燥后的熟極板經(jīng)過分片、包封配組、鑄焊、入槽封蓋等工序后，定量灌酸；裝泄氣閥，蓋片膠封，經(jīng)過2-3次充放電循環(huán)后，判定質(zhì)量等級(jí)，清洗入庫(kù)，化成方法采用以上所述的方法。
[0014]本發(fā)明的有益效果是
1)無酸極板外化成，不僅沒有酸霧和含鉛廢水產(chǎn)生，而且也沒有傳統(tǒng)外化成或內(nèi)化成初期硫酸與氧化鉛作用生成硫酸鉛的反應(yīng)，因此化成電量只有理論容量的1.1-1.5倍，低于傳統(tǒng)硫酸外化成工藝的1.5-2倍，也大大低于內(nèi)化成工藝1.8-3倍；
2)正極鉛膏配方中形核劑Α和緩釋劑B在化成時(shí)控制生成的活性物的晶型和形貌，在保證容量的同時(shí)，有利于延長(zhǎng)電池使用壽命；
外化成極板處于滿電態(tài)，其活性物的體積小于放電態(tài)，外化成極板組成的集群入槽后，相對(duì)于內(nèi)化成電池，集群壓力更容易保持，正極活性物軟化脫落得以延緩；
3)傳統(tǒng)的內(nèi)化成，包括外化成熟極板的灌酸充電，為了活性物轉(zhuǎn)化完全，都采用過量灌酸，化成結(jié)束后需抽出多余的硫酸，抽酸過程很難精確控制，酸液密度也有變化，造成了電池之間，甚至電池單格之間電解液用量不一致，而無酸外化成，保留酸量就是灌酸的酸量，酸量、密度都能做到精確控制，因此，電池的一致性提高；
4)所有工藝環(huán)節(jié)硫酸的用量都是可控的，理論上沒有廢酸產(chǎn)生，而傳統(tǒng)化成工藝，無論內(nèi)化成還是外化成，都有大量廢酸需要