談鉛酸蓄電池產(chǎn)品及其工藝的改進(jìn)（一）
電動(dòng)車商情網(wǎng) 電動(dòng)車商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車維修 2005-10-14
| 一、對(duì)蓄電池新產(chǎn)品研發(fā)的出發(fā)點(diǎn)問題 近年來，我國蓄電池產(chǎn)品在市場(Rialto)激烈競爭的推動(dòng)下，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，其中在極板上改進(jìn)的有：用拉網(wǎng)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(dǎo)電材料極板等，總之一個(gè)目的，是想通過各種辦法把活性物質(zhì)的利用率進(jìn)一步提高，把起導(dǎo)電作用的板柵重量減輕和節(jié)省鉛耗，同時(shí)改進(jìn)合金配方提高抗腐蝕性能及導(dǎo)電性。另外在電解液上也有創(chuàng)新，如：膠體式、貧液吸附式、富液密封式等，特別在電池結(jié)構(gòu)上創(chuàng)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(chuàng)新的新產(chǎn)品有的正計(jì)劃研發(fā)，有的已投入生產(chǎn)，總之，要想使這些新產(chǎn)品進(jìn)入市場(Rialto)成為能批量生產(chǎn)的商品決不能盲目研發(fā)，建議應(yīng)思考以下4個(gè)問題，作為產(chǎn)品研發(fā)的出發(fā)點(diǎn)，供企業(yè)參考。 1、首先要考慮產(chǎn)品的先進(jìn)性。先進(jìn)性是相對(duì)而言的，只要比原有的老產(chǎn)品有所改進(jìn)并表現(xiàn)出優(yōu)越性，這就是先進(jìn)性，以上所介紹板柵及配方的各種改進(jìn)方式，其目的是想使鉛酸電池內(nèi)在質(zhì)量上有一個(gè)較大提高，有些產(chǎn)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(jìn)步。也有的產(chǎn)品在壽命上下功夫，保證新產(chǎn)品比老產(chǎn)品有質(zhì)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(rèn)可的適當(dāng)壽命就可以，總之要保持產(chǎn)品有一定的先進(jìn)性就值得去努力、去研制開發(fā)它。 2、對(duì)新產(chǎn)品研發(fā)要考慮具有針對(duì)性。產(chǎn)品的針對(duì)性是針對(duì)市場(Rialto)需求而言的，也就是在當(dāng)今研制的新產(chǎn)品一定要有市場(Rialto)需求，不然它再先進(jìn)沒有市場(Rialto)就成不了商品，更談不上有效益。我們主張“對(duì)癥下藥”的新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)思想，如：起動(dòng)用蓄電池產(chǎn)品極板的改進(jìn)不以改進(jìn)深放電性能為方向，動(dòng)力用蓄電池產(chǎn)品的極板，不以提高大電流起動(dòng)放電性作為改進(jìn)方向等。 3、要考慮新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的可行性。產(chǎn)品開發(fā)需解決工業(yè)運(yùn)行的可行性，這個(gè)問題過去人們還不太重視，有不少廠家在小批量投入生產(chǎn)時(shí)質(zhì)量可保證，但一旦批量生產(chǎn)問題很多，例如：1994年已有企業(yè)開發(fā)成“曲板電池”新產(chǎn)品，前后相隔五年才有樣品鑒定。這時(shí)間主要精力是解決工業(yè)運(yùn)行的問題，直到現(xiàn)在因所研發(fā)的專用設(shè)備沒得到正常運(yùn)行，批量生產(chǎn)仍不能落實(shí)，手工作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定成本高，所以新產(chǎn)品商品化就成了空話，希望在開發(fā)研制新產(chǎn)品的同時(shí)要研究生產(chǎn)工藝及裝備。 4、新產(chǎn)品生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)性。在當(dāng)今市場(Rialto)競爭如此激烈的情況下，節(jié)約產(chǎn)品成本就成為當(dāng)今新產(chǎn)品研發(fā)的重點(diǎn)之一，任何一種商品在保證性能與質(zhì)量的前提下，節(jié)約生產(chǎn)成本就是我們的努力方向，所以并不是因中國勞動(dòng)力價(jià)格低，用人工操作生產(chǎn)就能節(jié)約成本，實(shí)際上還不存在效率問題與質(zhì)量問題，加上有鉛作業(yè)的特殊因素，所以選擇機(jī)械化、自動(dòng)化的生產(chǎn)方式，對(duì)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品而言應(yīng)該是最經(jīng)濟(jì)的，對(duì)一種新產(chǎn)品的開發(fā)，應(yīng)在每道工序上精打細(xì)算才行。只有考慮到產(chǎn)品生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)為機(jī)械生產(chǎn)創(chuàng)造條件，才能使新產(chǎn)品節(jié)約生產(chǎn)成本，在激烈的市場(Rialto)競爭中立足取勝。 以上4個(gè)特性正是蓄電池新產(chǎn)品研發(fā)的基本點(diǎn)。 二、對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的改進(jìn)與相關(guān)工藝的改進(jìn)問題 長興現(xiàn)有產(chǎn)品應(yīng)該說品種齊全，總體上說，除了電動(dòng)車輛蓄電池產(chǎn)品已處于領(lǐng)先水平之外，其它類產(chǎn)品與全國同類產(chǎn)品相比，水平上和質(zhì)量上各有缺點(diǎn)，所以很難提出更加具體和針對(duì)性強(qiáng)的改進(jìn)，下面就近幾年來蓄電池行業(yè)對(duì)產(chǎn)品改進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)，以及筆者的設(shè)想作為一種意見供參考。 1、鉛粉控制質(zhì)量的改進(jìn) 行業(yè)對(duì)鉛粉的使用開始比較傾向于細(xì)鉛粉，即視比重在1.2-1.4左右，因?yàn)榧?xì)鉛粉比粗鉛粉表面積大，對(duì)蓄電池極板活性物質(zhì)利用率提高有利，同時(shí)鉛粉是否用99.99％純度也提出新的挑戰(zhàn)。純鉛中加入其它元素來提高極板的孔率及導(dǎo)電性應(yīng)該說是一條很好的改進(jìn)途徑，為此筆者比較傾向采用熔化方式鑄成鉛粒送鉛粉機(jī)的工藝，因?yàn)樗阌谠阢U粒內(nèi)加入其它元素，如果老式的鉛粉機(jī)生產(chǎn)不出細(xì)鉛粉，可在主機(jī)出粉口增加“粗粉返回裝置”來解決，這些改進(jìn)措施有利于新產(chǎn)品的研發(fā)。 2、鉛膏配方的改進(jìn) 改進(jìn)鉛膏的配方一直是全行業(yè)非常關(guān)注的課題之一，因?yàn)殂U膏就是蓄電池的活性物質(zhì)也是電池容量多少的基礎(chǔ)，當(dāng)今蓄電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)的活性物質(zhì)的利用率在30%-40％左右，與理論上差距較大，所以設(shè)計(jì)人員均在如何提高利用率上不斷地努力，如：膏中加入導(dǎo)電材料，納米技術(shù)的運(yùn)用等均是這個(gè)目的，同時(shí)蓄電池的壽命長短也取決于膏的硫酸化，強(qiáng)化鉛膏與板柵的結(jié)合力，減少鉛膏脫落，不少廠家均在鉛膏配方內(nèi)加入纖維，如果加入的纖維又具有導(dǎo)電能力的話，這就能使新鉛膏配方起到減少內(nèi)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(xiàn)也是行業(yè)發(fā)展的趨向。目前行業(yè)中提高膏的視比重和酸量及高溫合膏生成四價(jià)式硫酸鉛等措施也開始應(yīng)用。這些改進(jìn)都可以作為目前產(chǎn)品改進(jìn)的參考。 3、板柵的改進(jìn) 板柵的改進(jìn)是當(dāng)今蓄電池行業(yè)主攻方向，板柵的改進(jìn)分二類，一類是以改變材質(zhì)及合金成分為主，其中有碳纖維、玻纖維和導(dǎo)電塑料外包鉛的識(shí)成鉛布為板柵，另有運(yùn)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(xiàn)出現(xiàn)的纖維板柵、拉網(wǎng)板柵、壓網(wǎng)板柵、鉛網(wǎng)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(jìn)都只有一個(gè)目的，要減輕板柵重量，提高板柵的抗腐蝕程度，提高導(dǎo)電性減少內(nèi)阻�？傊岣邩O板中的膏與板柵的重量比，（從常規(guī)重量比6：4提高到7：3）從而降低鉛耗、節(jié)約成本。這些板柵的改進(jìn)均是當(dāng)前蓄電池產(chǎn)品改進(jìn)的方向。以上眾多的改進(jìn)，筆者認(rèn)為具有工業(yè)化運(yùn)行批量生產(chǎn)的改進(jìn)是：稀土合金作板柵、壓網(wǎng)法板柵、銅網(wǎng)板柵及壓鑄板柵等，這些改進(jìn)板柵做成的蓄電池肯定在質(zhì)量上優(yōu)于老產(chǎn)品，下面還將介紹幾種新型板柵，可以供現(xiàn)在產(chǎn)品性能改進(jìn)作參考。 4、隔板的改進(jìn) 目前行業(yè)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(fù)極板短路并使電解液通過完成電化學(xué)反應(yīng)外，另外作用是減少活性物質(zhì)脫落，對(duì)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�？梢钥紤]在隔板緊貼極板的一面增加一層導(dǎo)電材料，使極板能減少內(nèi)阻的作用。 所以對(duì)隔板的改進(jìn)和要求會(huì)越來越高，當(dāng)今，可以提高蓄電池壽命的袋式隔板已在蓄電池產(chǎn)品中應(yīng)用，并不斷擴(kuò)大，對(duì)隔板的改進(jìn)希望在隔板生產(chǎn)廠來研發(fā)，并滿足蓄電池廠新產(chǎn)品研發(fā)所需。 5、電解液的改進(jìn) 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(yè)高檔產(chǎn)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(dāng)今改進(jìn)方向，因?yàn)楣腆w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(huì)倒流出硫酸，加上產(chǎn)品密封性好，電池使用后期不會(huì)因缺電解液而影響容量，并在防止活性物質(zhì)脫落上延長了電池壽命，所以優(yōu)點(diǎn)很多，因此一些密封型蓄電池產(chǎn)品已逐步推廣使用固體電解質(zhì)，同時(shí)，在電解液內(nèi)加入減少內(nèi)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(chǎn)品性能和質(zhì)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(jié)構(gòu)的改進(jìn) 行業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)拉網(wǎng)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(jìn)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(huán)壽命，有的對(duì)發(fā)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(jìn)方向，然而蓄電池的形狀變化是通過電池內(nèi)部極板形狀改變來決定的，總之一個(gè)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(chǎn)品研發(fā)的方向。 以上六個(gè)方面改進(jìn)的意見正是當(dāng)今蓄電池行業(yè)產(chǎn)品與工藝的改進(jìn)趨向，現(xiàn)介紹給大家作參考，但是對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)必須對(duì)相關(guān)的工藝裝備同時(shí)研發(fā)才行，這樣才能使新產(chǎn)品工業(yè)化批量化成為商品推向市場(Rialto)。 |
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