职工教材3-和膏涂板固化

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1、职工教材3 和膏，涂板，固化和膏 铅膏配方、和膏工艺、固化条件等直接影响活性物质的相组成和极板性能，决定最终蓄电池容量和寿命。因此，和膏、固化是在蓄电池制造中十分关键的一个工序。1. 铅膏配方设计 铅膏配方应根据蓄电池用途和蓄电池性能要求，有针对性地加入一些必要的添加剂，不能盲目地什么都加。蓄电池正负极板采用什么配方很重要，它将直接影响蓄电池性能，但配方不是万能的，不是什么问题都能解决，在实际生产中一遇到问题就怀疑配方是一个误区。铅膏配方应根据蓄电池用途和性能要求，蓄电池制造工艺以及铅粉的类型（球磨粉或巴顿铅粉）进行设计和制定。 正极板的配方设计主要思路： 加酸量 - 正极铅膏中的加酸主要目的

2、是用来控制铅膏中的PbSO4含量（一般为8%15%），进而控制最终活性物质的PbO2结晶结构（-PbO2或-PbO2）；另外根据工艺和设备条件，控制铅膏性能，如制造砂型或粘性铅膏。硫酸的密度主要决定于设备和加酸量的大小。如蓄电池要求初期容量高，应采用较高的加酸量，增加-PbO2含量；要求寿命较长，就应采用低加酸量。铅膏的含酸量通常用每kg铅粉的纯硫酸的g数来表示。 加水量 - 加水量主要用来控制铅膏的视密度，进而控制最终活性物质的孔率。通常加水量大，膏密度低，铅膏较稀，最终活性物质的就孔率大；相反，加水量少，膏密度高，铅膏较硬，活性物质的孔率小，并可防止铅膏的软化。加水量一般用每100kg铅粉

3、中所加的水量来表示。 其他添加剂 - 在正极板的配方中，一般不加入其它添加剂，但有时为解决某些性能加入少量的添加剂；如有机纤维补强剂，有时为降低内阻，加入一些碳等导电物质，增加活性物质导电能力。另外,有时（如电池化成的条件下）加入少量（约5%20%）的红丹Pb3O4, 缩短化成时间。除此以外，还有加SnSO4、CdSO4、Bi2O3、Sb2O3等物质，防止活性物质软化。具体配方实例举例如下：正极铅膏（球磨粉）： 铅粉（氧化度72±3%） - 100kg 硫酸（1.400g/cm3；25）- 7L 纯水 - 10L 纤维（3d×2mm）- 150g 铅膏密度 - 4.10&#

4、177;0.05g/cm3 负极板的配方设计思路： 负极板活性物质具有高度发达的比表面积，其表面能很高，热力学上极不稳定，自发地向减少比表能方向变化。因此在反复的充放电循环过程中，总是要使表面收缩，以便表面能降低，最终多孔性的负极活性物质成为板结、变硬的状态，结果大大降低孔率，降低蓄电池容量。在设计蓄电池负极板配方时，除用纯水和硫酸控制活性物质的孔率和PbSO4含量以外，选择适当的无机类和有机类的膨胀剂，防止发生活性物质收缩倾向。蓄电池低温放电性能主要受负极板的影响，特别是-40超低温下，负极板的影响更为突出。因此必须选择低温活性较强的材料作为负极添加剂。对于干荷电蓄电池还要加一些防氧化剂，如

5、松香、硬脂酸或KS -99等。另外加适量的有机纤维步强剂。具体配方实例举例如下：负极板配方： 铅粉 - 100kg 硫酸（1.400/25）- 7L 水 - 12L 纤维 - 100g 硫酸钡 - 1.0kg或0.5kg 木素 - 0.2kg 碳黑 - 0.2kg 其它防氧化剂 - 0.05kg 0.3kg 铅膏密度 - 4.30±0.05g/cm3 2. 正负极板配方中添加剂的作用 纤维： 添加在正负极板中，增强活性物质机械强度。对于粉末电极而言，特别是正极板活性物质颗粒之间的连接是很差的，通常其结构是较大结晶的交链而成，机械强度低，很容易掉粉。加入少量的耐酸的，具有一定机械强度的

6、纤维，增加活性物质颗粒之间的连接，防止脱落。添加量不能过多，否则机械涂板的情况下，涂板比较困难。一般的添加量控制在0.1% 0.2%，纤维的技术要求为：3denier×23mm. 硫酸钡：BaSO4是添加在负极板的无机添加剂。它的主要作用是： 作为PbSO4晶体的晶核。BaSO4和PbSO4结晶参数基本相同，是同晶晶体。蓄电池放电时，在极板表面附近，PbSO4作为反应产物，迅速增加，特别是大电流放电时，电极表面附近的PbSO4浓度很快达到饱和状态，阻碍放电反应继续进行。BaSO4的存在，为PbSO4提供晶核，以BaSO4结晶为中心，立即发生PbSO4结晶析出，使溶液中的PbSO4浓度

7、很快下降，保证放电反应顺利进行。 防止PbSO4在铅电极表面上形成，产生钝化。由于放电产物PbSO4是在高度分散的BaSO4的表面上被析出，因此所形成的PbSO4结晶颗粒比较细、疏松、多孔；H2SO4的扩散有利。提高充电接受能力。 BaSO4推迟铅电极的钝化。BaSO4不参加放电反应，在电极表面上，隔开PbSO4颗粒之间间隔，防止充电之后的活性物质的板结，保持较高的比表面积。因此，BaSO4和木素的有机添加剂一起成作负极膨胀剂。除BaSO4以外，还有结晶参数类似的SnSO4、BaCO3等。 BaSO4的添加量根据蓄电池种类的不同，有所差别；如启动用蓄电池一般为0.5kg0.8kg(100kg)

8、铅粉，对于固定型和阀控式蓄电池，一般0.8kg1.2kg(100kg)铅粉。BaSO4的主要技术要求是颗粒度越细越好，其平均粒径为0.60.8(称作超细BaSO4),使具有很高的分散度。 木素和腐殖酸：是属于有机膨胀剂。一般这类物质分子量非常大，结构很复杂，含有OH-、COO-、SO32-、NH2- 等各种活性基团，可在铅电极表面上被吸附，使PbSO4在吸附层上形成，减弱PbSO4对Pb的附着力，防止在Pb的表面上形成钝化的PbSO4层的形成，起到去钝化作用。 另外，膨胀剂被吸附在PbSO4表面上，PbSO4颗粒之间被膨胀剂大分子隔开，使PbSO4颗粒尺寸变小，Pb+ 和HSO4- 离子，穿过

9、PbSO4层的扩散比较容易，起到去钝化作用，提高蓄电池容量。在充电时，有机添加剂吸附在铅和粉散度很高的PbSO4表面上，防止Pb+电沉积成Pb时颗粒之间的合并，保持发达比表面积的多孔结构。特别需要指出，木素对提高蓄电池低温放电性能，尤其是-40下的超低温性能具有十分良好的效果。另外，木素吸附力很强，吸附层将限制PbSO4的溶解速度，使负极充电接受能力变差。因此在实际生产中，通常同时加入相同数量的碳黑，改进负极充电接受能力。木素的主要缺点是在化成电解液中的溶解度较大，容易引起损失。其添加量应严格控制，一般为0.15%0.3%。 腐植酸的作用与木素基本相同，但其活性不如木素。添加量一般为木素的3倍

10、5倍，为0.5%1.0%。 实际试验数据表明，以上无机添加剂和有机添加剂作用不是孤立的。如果只加BaSO4不加木素，BaSO4的作用不明显；反过来只加木素，不加BaSO4，木素的作用也不是很明显，其原因目前尚不清楚。 碳黑的作用：碳黑包括乙炔黑、半补强碳黑以及各向异性石墨等。碳黑具有很强的吸水性和吸附能力以及较高的分散性的材料。可作为负极活性物质膨胀剂，提高活性物质孔率，改善活性物质导电性，降低蓄电池内阻。碳黑可作为有机膨胀剂的贮存介质，使有机膨胀剂在Pb和PbSO4上吸附的再分配，降低在Pb和PbSO4有机膨胀剂的吸附，有利于Pb+的还原或PbSO4的溶解，提高充电接受能力。加入少量的碳黑（

11、如各向异性石墨），在Pb表面上形成非钝化电子传导区域，而在这些区域上，由正极传送过来的O2无阻挡的进行还原吸收，防止失水。另外，在密封铅蓄电池里，正极板活性物质中，加入具有优良导电性能和很强吸附特性的各向异性石墨，被吸附在PbO2颗粒之间的导电颈区，提高导电能力，防止在深放电时因过放电PbO2颗粒之间颈区遭到破坏，引起正极活性物质的软化。另外，乙炔黑在活性物质中降低40mV50mV的析氢过电位，这可能引起加剧水的分解。因此其添加量应控制在一定的范围之内。在实际生产中，碳黑有可能容易被氧化损失，因此其添加量要适中，一般为0.10%0.3%之间。 防氧化剂：添加在干荷电负极板中，起防氧化作用，保持