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        VRLA固化正生板不同擱置時(shí)間下物相變化分析

        2016-06-21 03:48:05王杜友
        新能源科技 2016年4期

        王杜友

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        VRLA固化正生板不同擱置時(shí)間下物相變化分析

        王杜友

        摘要:在鉛酸蓄電池的生產(chǎn)過程當(dāng)中,極板的固化與干燥是一個(gè)極其重要的步驟。通過固化使涂填的鉛膏粒子互相聯(lián)結(jié)形成連續(xù)而堅(jiān)實(shí)的骨架,并緊緊地附著在板柵之上,使整個(gè)鉛膏完成全面的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,由于極板轉(zhuǎn)序時(shí)間上的差異,固化后的生極板在室外環(huán)境條件下擱置的時(shí)間會有所不同。本文利用X射線衍射儀(XRD)對不同放置時(shí)間下的固化正生極板進(jìn)行了物相的測試分析。通過分析發(fā)現(xiàn),在不同放置時(shí)間下,正生極板鉛膏中的主要物相會發(fā)生連續(xù)的變化。

        關(guān)鍵詞:固化生極板;擱置時(shí)間;物相分析

        0 前言

        目前,鉛酸蓄電池制造業(yè)已基本完成了從極板外化成到電池內(nèi)化成工藝的轉(zhuǎn)變。電池內(nèi)化成是在有限的槽體積空間內(nèi)和一定體積、濃度的硫酸電解液條件下充電進(jìn)行的,這對固化后生極板的質(zhì)量特性就提出了更高的要求。實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,許多企業(yè)在內(nèi)化成工序,對電池化成后的一次放電合格率、電池抽檢合格率指標(biāo)比較重視,過分強(qiáng)調(diào)了后期充電的重要性,并把此兩項(xiàng)指標(biāo)作為考核內(nèi)化充電工序人員的依據(jù),是存在很大片面性的。鉛酸蓄電池的制造是一個(gè)系統(tǒng)性的作業(yè)過程,上下道工序之間存在著緊密的聯(lián)系,可以說,固化后生極板質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性對下道內(nèi)化成充電的效果起著決定性的作用。所以,電池生產(chǎn)過程中的細(xì)節(jié)不可忽視,精益化管理也勢在必行。

        1 固化后正生板不同擱置時(shí)間下的物相分析

        首先,從剛出固化室不久的正生極板當(dāng)中隨即抽取5大片,編號1#~5#,分別取部分鉛膏做物相分析。然后樣品在恒溫25℃、濕度60%±5%的室內(nèi)條件下分別放置3天、5天、8天、10天。利用XRD分別對不同放置時(shí)間下的鉛膏進(jìn)行物相的定性定量分析,結(jié)果取平均值。圖1是固化后正生極板不同擱置時(shí)間下鉛膏的XRD衍射譜圖,樣品為:6-DZM-12固化后的正生極板。

        圖1 不同放置時(shí)間下固化正生板鉛膏的XRD衍射譜圖

        從圖1可以看出,固化正生極板不同擱置時(shí)間下鉛膏的衍射圖譜基本一致,主要物相相同,只是個(gè)別峰在強(qiáng)度上出現(xiàn)了差異。經(jīng)全譜擬合定量分析,鉛膏的主要物相含量見表1。

        從表1、圖2不難看出,固化正生板在出固化室后,隨著擱置時(shí)間的增加,鉛膏的幾個(gè)主要物相也在發(fā)生著連續(xù)的變化。其中3BS和α-PbO的含量呈連續(xù)下降的趨勢,Pb3(CO3)2(OH)2的量呈連續(xù)上升的趨勢。同時(shí),Pb4(SO4)(CO3)2(OH)2的量也存在上升的趨勢。

        表1 不同放置時(shí)間下固化正生板鉛膏主要物相分析結(jié)果

        2 原因分析

        極板在固化完成以后,主要的物相為3BS和PbO,鉛膏依然是呈堿性的,在一定濕度和溫度的環(huán)境條件下,空氣中的CO2會與鉛膏中的某些呈堿性的物相發(fā)生反應(yīng)而生成新的物相,從而使鉛膏發(fā)生碳酸化,鉛膏中的物相比例和結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化,尤其表現(xiàn)在極板的表層鉛膏。而這種碳酸化反應(yīng)有時(shí)也會在極板固化過程中就已經(jīng)開始發(fā)生,只是反應(yīng)的程度不同,這跟固化室的固化條件有關(guān)。在日常的固化生極板檢測當(dāng)中,發(fā)現(xiàn)固化生極板在放置幾天以后,鉛膏的強(qiáng)度會有所提升,也是因?yàn)榇嗽颉km然放置幾天后鉛膏的強(qiáng)度會提升,但鉛膏新生的物相以及結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定,當(dāng)電池內(nèi)化加酸時(shí),會產(chǎn)生大量的CO2氣體,對表層極板鉛膏會產(chǎn)生沖擊,并有殘存氣體在電池內(nèi)部,這對內(nèi)化不利。而這種產(chǎn)氣反應(yīng)往往是在加酸后二十分鐘之后才逐漸結(jié)束。

        圖2 同放置時(shí)間下固化正生板鉛膏主要物相的變化

        3 結(jié)語

        固化生極板出固化室后,在室外環(huán)境條件、不同擱置時(shí)間下,生極板中鉛膏的主要物相會發(fā)生連續(xù)的變化。其中,鉛膏中3BS、PbO的量逐漸下降,Pb3(CO3)2(OH)2的量會逐步增加。所以,在VRLA電池的日常生產(chǎn)當(dāng)中,需對各工序物料特性及影響因素進(jìn)行全面而系統(tǒng)地分析,并加以控制,注重細(xì)節(jié),不斷改進(jìn)和完善生產(chǎn)工藝。只有這樣,才能不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量及電池的一致性,延長電池組的循環(huán)使用壽命。

        (編輯:傅金睿)

        作者簡介:王杜友,男,浙江天能電池(江蘇)有限公司分析測試中心研究人員。

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