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(lái)，我國(guó)蓄電池產(chǎn)品在市場(chǎng)(Rialto)激烈競(jìng)爭(zhēng)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(guò)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(chǎng)(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(zhǎng)越好，只要提高到市場(chǎng)(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(chǎng)(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(chǎng)(Rialto)需求，不然它再先進(jìn)沒有市場(chǎng)(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(guò)去人們還不太重視，有不少?gòu)S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(chǎng)(Rialto)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)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(chǎng)(Rialto)競(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)興現(xiàn)有產(chǎn)品應(yīng)該說(shuō)品種齊全，總體上說(shuō)，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(guó)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(lái)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(lái)提高極板的孔率及導(dǎo)電性應(yīng)該說(shuō)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(lái)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(zhǎng)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?gòu)S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(zhǎng)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(lái)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(guò)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(lái)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(lái)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(zhǎng)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(wú)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(zhǎng)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(guò)電池內(nèi)部極板形狀改變來(lái)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(chǎng)(Rialto)。 |
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