Kurşun asitli pil plakası üretiminin kapsamlı bir analizi: kurşun ingotlardan yeşil plakalara kadar

Kurşun asit pilleren olgun elektrokimyasal enerji depolama teknolojilerinden biri olarak, pil tabaklarının kalitesine büyük ölçüde güvenir. Pil plakalarının üretimi, metalurji, kimya ve malzeme biliminden hassas süreçleri entegre eder. Bu makale, hammaddelerden nihai şekillendirmeye kadar yeşil plakaların (şekillendirilmemiş plakalar) tam üretim sürecine girerek, bu geleneksel teknolojinin arkasındaki modern endüstriyel bilgeliği ortaya koyuyor.

I. Hammadde Hazırlığı: Yüksek saflıkta kurşunun metalurjik saflaştırılması

1. Kurşun ingot erimesi

450-500 ° C'de bir kurşun erime fırında sıvı kurşun içine eritilen,%99.99'luk bir saflığa sahip elektrolitik kurşun ingotları kullanıyoruz. Mekanik mukavemeti arttırmak için, alaşım elemanları orantılı olarak eklenir:

Pozitif plakalar: korozyon direncini arttırmak için% 0.3-% 1.2 antimon (SB) eklenir;

Negatif plakalar: hidrojen evrimi riskini azaltmak için kurşun-kalsiyum alaşımı (% 0.08-% 0,12 CA) kullanılır.

2. Kurşun Toz Hazırlığı (kurşun oksit üretimi)

Erimiş kurşun, bir kurşun toz makinesi (Barton yöntemi veya bilyalı öğütme yöntemi kullanılarak) aracılığıyla mikrometre büyüklüğünde kurşun parçacıklarına atomize edilir. Bu parçacıklar, gözenekli kurşun oksit (PBO) oluşturmak için bir oksidasyon odasında hava ile reaksiyona girer:

2pb + o₂ → 2pbo

Kurşun tozu, 2-5μm'de kontrol edilen bir parçacık boyutuna ve 0.8-1.5 m²/g'lik belirli bir yüzey alanına sahiptir, bu da sonraki reaksiyonlar için yüksek reaktivite sağlar.

İi. Macun Hazırlığı: Elektrokimyasal aktif maddelerin çekirdek taşıyıcısı

1. Formül karıştırma

Kurşun oksit tozu, deiyonize su, sülfürik asit (yoğunluk 1.40g/cm³) ve lifli katkı maddeleri (lignin gibi) bir macun mikserinde oranda karıştırılır:

Pozitif plaka macunu: kurşun tozu: sülfürik asit: su ≈ 100: 8: 12, gözenekli bir PBO · pbso₄ çerçevesi oluşturma;

Negatif plaka macunu: Pasivasyonu inhibe etmek için genişleyen ajanlar (karbon siyahı, baryum sülfat gibi) ilave edilir.

2. Olgunlaşma yapıştırma

Karışık macun, 35-45 ° C'de bir ortamda olgunlaşır ve 8-12 saat boyunca nem>% 90 ile aşağıdaki reaksiyonu tamamlar:

4pbo + h₂so₄ → 3pbo · pbso₄ · h₂o + h₂o

Bu, macun yoğunluğu 4.0-4.3g/cm³'ye ulaşan kararlı bir temel kurşun sülfat ağı yapısı oluşturur.

III. Izgara İmalat: Pil Tabaklarının Mekanik Çerçevesi

1. Alaşım Dökümü

Kalıp dökülme veya sürekli genişletilmiş ağ süreçleri kullanılarak, ızgara benzeri yapılara kurşun kalsiyum/kurşun-antimon alaşımları oluşur:

Kalınlık: Pozitif plakalar 1.8-2.5mm, negatif plakalar 1.2-1.8mm;

Izgara tasarımı: İç direnci azaltmak ve aktif malzeme yapışmasını arttırmak için elmas veya radyal desenler.

2. Yüzey tedavisi

Izgaralar, oksit tabakalarını uzaklaştırmak için seyreltik sülfürik asit (%5) ile temizlenir, bu da macun yapışmasını arttırmak için bir mikro salatma yüzeyi oluşturur.

IV. Kaplama ve kürleme: Aktif malzemelerin hassas şekillendirilmesi

1. Otomatik kaplama

Izgaralar, plaka başına ± 0.5g içinde hassas macun uygulaması ile çift kemerli bir kaplama kullanılarak macun ile eşit olarak kaplanmıştır. Kalınlık haddeleme ile kontrol edilir (pozitif plakalar 2.5-3.0mm, negatif plakalar 1.8-2.2mm).

2. Kürleme ve kurutma

Kaplanmış plakalar, nem kontrollü bir tünel fırında üç aşamalı bir kürleme işlemine tabi tutulur:

Yüzey kurutma (40 ° C, 2H): Çatlamayı önlemek için hızlı dehidrasyon;

Kristal Dönüşüm (65 ° C, 12H): PBO · PBSO₄ → 4PBO · PBSO₄;

Son kurutma (50 ° C, 6H): artık nem <%0.5.

Bu, gözenekli, yüksek mekanik mukavemetli yeşil plakalarla sonuçlanır (pozitif plakalar PBO/PBSO₄, negatif plakalar sünger benzeri PB).

V. Kalite Kontrolü: Dijitalleşme ile güçlendirilen hassas üretim

Çevrimiçi İnceleme: X-ışını Kalınlık göstergeleri Monitör macun tekdüzeliği gerçek zamanlı olarak izleyin;

Fiziksel göstergeler: plaka sertliği (kıyı A 50-65), bükme mukavemeti (> 15MPa);

Elektrokimyasal ön test: 0.5C deşarj testi için rastgele örnekleme, kapasite sapması ≤%3.

VI. Çevre Koruma ve Yenilik: Yeşil Üreticinin Sanayi Devrimig

Kurşun Toz Kontrolü: Torba filtreleri ile tamamen kapalı üretim hatları, kurşun emisyonları <0.1mg/m³;

Yapıştır Geri Dönüşüm: Santrifüj ayırma teknolojisi, bir macun yeniden kullanım oranı>%95;

Akıllı Fabrika: MES sistemleri, süreç parametrelerini milisaniye düzeyinde optimize ederek enerji tüketimini%18 oranında azaltır.

Kurşun ingotlardan yeşil plakalara üretim süreci, malzeme bilimi ve mühendislik teknolojisinin mükemmel entegrasyonunu temsil etmektedir. Kaiing gücü Her pil plakasının, küresel enerji depolama sistemleri için güvenilir bir güç çekirdeği sağlayarak tam süreli dijital kontrol ve yeşil proses yeniliği yoluyla yüksek enerji yoğunluğunu ultra uzun döngü ömrü ile birleştirmesini sağlar.

(Kaiing Power'ın Ar -Ge Enstitüsü tarafından sağlanan veri desteği)