鉛蓄電池高效低能耗極板制造技術

傳統(tǒng)的極板板柵“重力澆鑄”工藝需要將鉛液保持在一定高溫下（450～550℃）進行澆鑄板柵，工藝和設備耗能高，生產(chǎn)效率低，同時產(chǎn)生的鉛煙和廢鉛渣需要回收和特殊處理。板柵鑄造是鉛蓄電池生產(chǎn)中產(chǎn)生污染的源頭之一，也是引起作業(yè)工人鉛中毒最嚴重的工序。鉛蓄電池高效低能耗極板制造生產(chǎn)工藝與裝備采用“鉛帶連鑄連軋”、“拉網(wǎng)式板柵”、“沖孔（網(wǎng)）式板柵”、“連續(xù)和膏”、“連續(xù)涂膏”等工藝技術和裝備結(jié)合，可以降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)能耗30%～50%。國際上，美、歐、日等國家的先進鉛蓄電池制造企業(yè)中90%的企業(yè)已經(jīng)采用這種先進的技術和設備，而國內(nèi)98%以上的鉛蓄電池制造企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的“重力澆鑄”工藝和設備，采用這種新技術和設備的電池企業(yè)不到2%。

1）鑄帶寬度：90mm-400mm；

2）軋帶寬度：≤380mm；

3）軋帶速度：15m/min、20m/min、25m/min（按基本厚度1 mm 計算）；

4）鉛帶厚度范圍：≥0.6mm；

5）拉網(wǎng)速度：≥15m；

6）沖孔（網(wǎng)）速度：≥15m；

7）涂膏速度：≥15m。

鉛蓄電池高效低能耗極板制造技術技術原理

鉛蓄電池極板制造主要工序為冷加工（熔鉛除外）。其中，鉛帶連鑄連軋工藝可以將鉛液精確控制在接近熔點的溫度范圍（327～340℃），然后經(jīng)快速冷卻獲得結(jié)晶細化的金屬結(jié)構(gòu)；后續(xù)的連續(xù)壓軋及拉網(wǎng)、沖孔等加工過程都是在室溫下進行。該工藝避免了采用高溫和對鉛液的攪動，不會產(chǎn)生鉛煙和鉛渣，因此完全阻斷了可能產(chǎn)生的鉛煙排放，同時大大降低了能耗和鉛耗。

鉛蓄電池高效低能耗極板制造技術關鍵技術

1）鉛帶連鑄連軋技術；

2）連續(xù)擴展網(wǎng)板柵制造技術；

3）連續(xù)沖孔（網(wǎng)）板柵制造技術；

4）實現(xiàn)鉛渣、鉛煙零排放或微排放的清潔制造設計。

鉛蓄電池高效低能耗極板制造技術

目前，國外從事拉網(wǎng)式、沖孔（網(wǎng)）式、連鑄連軋等先進板柵和極板制造工藝和設備的公司約有十余家，比較活躍的公司有意大利Sovema 和美國Wirtz，具有三十多年從事該技術研究的歷史，在設備成套性、適用電池品種、設備性能等方面都有很大的優(yōu)勢。而國內(nèi)只有不足10 家鉛蓄電池企業(yè)通過引進國外先進設備進行生產(chǎn)，如保定風帆電池公司和湖北駱駝電池公司。

該技術已與華北蓄電池有限公司聯(lián)合開發(fā)“ARD-CCRS-90 鉛蓄電池極板制造清潔生產(chǎn)技術與裝備”，與廣東猛獅電源科技有限公司聯(lián)合開發(fā)“ARD-CP-140 卷繞電池沖孔（網(wǎng)）設備”，與廣東雄韜電源科技有限公司聯(lián)合開發(fā)“ARD-CCRS-400連鑄連軋生產(chǎn)線和ARD-CP-380 沖孔（網(wǎng)）生產(chǎn)線”。

板柵連鑄-連軋、連續(xù)膨脹拉網(wǎng)與連續(xù)沖孔（網(wǎng)）板柵技術是鉛蓄電池制造業(yè)近年發(fā)展起來具有顯著節(jié)能環(huán)保、高效低耗的最新電池極板制造技術。2009年全國鉛蓄電池總產(chǎn)量12000 萬kVAh，如果采用該技術可以實現(xiàn)降低單位電池產(chǎn)量能耗（0.3 kWh/kVAh），降低單位電池產(chǎn)量耗鉛量（5.0×10-3 t/kVAh）。預計到2015 年，該技術在國內(nèi)電池生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)推廣比例可達25%，規(guī)模為250 套生產(chǎn)線，總投資25 億元，總節(jié)能能力約46 萬tce/年。

典型用戶：廣東美美電池（臺資）、猛獅電池

1）建設規(guī)模：①年產(chǎn)25 萬kVAh 摩托車電池生產(chǎn)線；②年產(chǎn)50 萬kVAh 汽車電池生產(chǎn)線。主要技改內(nèi)容：摩托車電池生產(chǎn)線采用“連鑄-連軋-沖壓板柵生產(chǎn)線”取代原重力澆鑄工藝和美國“WIRTZ”鑄板機8 套；新建密閉汽車電池生產(chǎn)線，采用ARD-CCRS-160 系列“連鑄-連軋-沖孔（網(wǎng)）板柵生產(chǎn)線”。節(jié)能技改投資額2100 萬元，建設期1 年。每年可節(jié)能1527tce，年節(jié)能經(jīng)濟效益4000 萬元，投資回收期約6 個月。

2）建設規(guī)模：年產(chǎn)量在60 萬kVAh 密閉電池生產(chǎn)廠配套。主要技改內(nèi)容：采用自動板柵連鑄/連軋系統(tǒng)和連續(xù)膨脹拉網(wǎng)板柵加工設備部分取代原生產(chǎn)中使用重力澆鑄工藝和設備。節(jié)能技改投資額500 萬元，建設期1 年。每年可節(jié)能418tce，年節(jié)能經(jīng)濟效益1800 萬元，投資回收期約3 個月。

該技術入選國家重點節(jié)能技術推廣目錄（第四批）；該批次技術共有22條，如下：

我國鉛蓄電池工業(yè)年耗鉛約35萬t左右，占我國鉛總消費量的70%以上，隨著鉛蓄電池工業(yè)的快速發(fā)展，這一比例還在進一步擴大（發(fā)達國家已達80%以上）。在鉛蓄電池工業(yè)中鉛用來制造鉛電池的正負極板柵和活性物質(zhì)鉛粉，在這些鉛中約有一半是由再生鉛工業(yè)提供的，另外50%是由原生鉛企業(yè)通過還原熔煉和電解精煉工藝生產(chǎn)的，生產(chǎn)出的精鉛大多數(shù)用以配置鉛電池的板柵合金，如鉛鈣系列合金和鉛銻系列合金等。生產(chǎn)鉛合金的企業(yè)主要是大型的煉鉛企業(yè)，如株洲冶煉廠、韶關冶煉廠、江蘇春興集團、湖北金洋集團和白銀公司等，也有一些較大型的蓄電池企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)工藝和環(huán)保設施較為完善。但是同時也存在著很多生產(chǎn)規(guī)模很小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和私營企業(yè)，這些企業(yè)大多生產(chǎn)工藝落后，秩序混亂，導致金屬回收率低、能耗高、生產(chǎn)效率低、氧化損失大、生產(chǎn)成本高，給環(huán)境造成了極大污染。因此我國的鉛合金生產(chǎn)現(xiàn)狀巫待整頓和規(guī)范 。

plate

極板在制作時往往并非把活性物質(zhì)直接加入集電體中，而是將原材料制成膠糊狀，涂敷在板柵之上，或者將原材料灌入玻璃絲管中，再經(jīng)化成過程生成活性物質(zhì)。前者稱為涂膏式極板（pasted plate），后者稱為管式極板（tubular plate），這是鉛酸蓄電池常見的兩種極板形式。也可將原材料填入多孔的基板之中，經(jīng)燒結(jié)和化成制成燒結(jié)式極板（sintered plate)，堿性電池的鎳電極即用此法制成。

如：負極板;negative plate

正極板;positive plate

富爾極板;Faure plate

管式極板;tubular plate

形成式極板;Plant plate

極板組;plate group

涂膏式極板;grid type plate;pasted plate

燒結(jié)式極板;sintered pole plate

極板為用鉛作成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在其上敷涂化學反應的活性物質(zhì)。

例如鉛酸蓄電池：

其中：正極板的活性物質(zhì)為二氧化鉛粉末，充滿電以后看起來有點偏棕色。

負極板的活性物質(zhì)為海綿狀鉛粉末，充滿電以后為金屬鉛的灰色 放完電時二級板均為灰白色。

放電時：正極板二氧化鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，酸中的氫離子得電子轉(zhuǎn)化為水。 負極板鉛粉末也轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，硫酸根失電子在負極產(chǎn)生電子。 電子在外回路中產(chǎn)生電流。

充電時：與上述過程相反，硫酸鉛轉(zhuǎn)化為具有不同能量狀態(tài)的二氧化鉛和純鉛2100433B