铅酸电池现代化建设的启动

铅酸电池现代化建设的启动

现有的设计和氧化铅生产工艺不容易采用大规模生产方法。这个时代对铅酸蓄电池的需求快于生产能力。迫切需要有利于生产的新方法和电池设计。第一个突破是在1898年,乔治·巴顿申请了一种新的更快的方法来生产用于制造法雷发明的活性物质的氧化铅。巴顿使用传统的方法熔化和氧化铅加热空气。他的创新之处在于产生由熔化铅的搅拌所产生的微小的液滴,而这种液滴随后受到快速流动的湿化气流的影响。

• 与传统的方法相比,这种方法有两个优点,一是大大加快了工艺流程,二是提供了更细的粒径,而传统的方法需要进一步的研磨才能使产品适合电池活性材料。直到30年后,他才发明了另一种工艺。

• 他的方法是铸造小块铅块,然后把它们堆到旋转的球磨机里,用热空气吹过。这就在金块上产生了表面氧化物,它是脆性的,然后剥落,然后被磨成细粉末。气流速度被控制,以便将特定尺寸的颗粒从轧机中取出,并将其储存在准备混合糊的井中。

• 这些早期为电池工业制造氧化铅的方法,在近一个世纪里一直无人反对。最近在寻找更环保的电池回收方法(醋酸铅溶液中的铅沉淀)方面的发展,将来可能提供替代生产方法,但目前仍然没有实际的替代办法。
  加斯顿工厂的设计并不是大规模生产电池的实际解决方案。甚至连福雷和苏格兰人威廉·克鲁克谢克的改进都没有提供可靠性或大规模生产能力。

它是卢森堡工程师和发明家亨利欧文都铎谁被认为是开发第一个实用设计铅酸电池在1866年。他在卢森堡罗斯波特建立了自己的第一家制造厂,并与其他投资者一起在欧洲各地建立工厂。他成功的关键是一个更坚固的电池板,它比现有的设计更持久。

铅酸电池工作

大约在这个时候,日本第一家铅酸电池制造厂在日本成立,并生产了 贴版 铅酸电池容量为10安.这是现在熟悉的日本公司GS电池的开始。这两家公司开创了现代工艺,并给予铅酸电池更大的可靠性和寿命。

20世纪为铅酸电池提供了许多升级。升级工作从建筑材料开始。直到20世纪的头几十年,电池容器是由木盒子内衬橡胶或沥青。到20世纪20年代早期,硬橡胶成型技术已经改进到可以为系列连接铅酸电池的外壳提供多细胞、防漏、硬橡胶盒的程度。使用沥青密封盖子使密封成为可能,超过顶部的铅连接之间的电池。这个建筑,加上木制的 分离器 很厚的盘子,一直延续到20世纪50年代初。

铅酸电池寿命

在此期间,电池内部的发展并非完全停滞不前。用树脂浸渍的纤维素纤维分离器成为木质分离器的轻量级和低阻力选项。这些优点及其较低的酸位移提供了更多的设计可能性,使更高的能力和更好的高速率放电性能。对铅镁合金的改进提供了一个更坚固的网格,能够经受更多的自动化过程,并最终允许机器粘贴。负极板和纤维素纤维中的碳等糊状添加剂 正板 活性材料,大大提高了铅酸电池的周期寿命.

然而,在20世纪50年代初,塑料开始成为我们现代生活方式不可分割的一部分时,电池材料和加工方法才真正开始改变。物理和化学特性,加上各种塑料的种类,意味着电池的构造和生产方法在20世纪后半叶将会被彻底改造。此外,用于电网制造的铅合金的冶金技术也取得了进展,在此期间,电池工业在改进其产品性能和成本方面经历了严重的加速。

很难知道从哪里开始列出最重要的事态发展,因此也许按时间顺序排列最合适。很多这是个人的回忆,而不是直接的历史事实,但它是一个足够准确的说明的技术步骤,导致目前的铅酸电池设计。我想可以追溯到20世纪60年代,我们看到机器对板材和半自动铸造的网格达到了更高的精度和控制标准。

这导致逐步取代手铸造和手粘贴,以更快速的书-模具格栅铸造和电刀-滚动皮带粘贴方法的单一或双板。这两种技术都提高了生产水平,更好地控制了网格和活性材料的重量和尺寸。其最初的影响是节省劳动力和材料成本。第二个效果是,它为重组电池所需的较窄的公差带铺平了道路。

当然,这是可能的,因为电池内的电池带通过墙连接。这种挤压焊接技术是电池工程界的无名英雄。从本质上讲,它是一个非常聪明的装置,利用熔化的电熔铅电池间的起落的电阻值来确定电池间的隔断孔何时充满了铅。

这一方法去除了沉重和昂贵的高端铅,并使一个更简单的加热镜子片用于密封盒和盖子。这并不会像树脂和胶水方法一样使装配件倒置。这种装配方法不仅提高了生产率,降低了成本,而且还实际上消除了保证回报的一个主要原因:酸泄漏。

分离器技术的进步也有助于更好的生产方法的工程,以及解决常见的电池失效模式,即内部短路。最初,纤维素和烧结PVC分离器的机械刚度允许电池组自动堆叠。这导致了铅酸电池的研制和自动装配。这是一大进步。到目前为止,板的连接方法一直是用手燃烧,使用的是带有插槽的分叉母线模具,板是用手插入的。然后,通过使用氧乙炔火炬将铅合金棒熔化到模具中,将其手工焊接在一起。

这种电池目前仍在使用,但主要局限于较大的工业电池,这些电池很难用自动化设备处理。除了生产率低之外,它也是该行业担保失败的一个主要原因。由于板材是直立焊接的,所以熔化的铅有可能从板材之间的母线模具的间隙泄漏,从而产生一个即时或未来的短路。

铅酸电池图

这种方法,特别是对于较小的SLI电池,已经几乎取代了手动燃烧操作。虽然这是一个昂贵的选择,它确实给予零铅运行,并且如果正确的耳清洗和通量使用,也提供了一个更好的,低电阻耳对带焊。对这个过程的进一步改进是包装堆叠法。聚乙烯分离器的出现是高度灵活和可焊接,这意味着电池可以制作完全孤立的板。

在这种方法中,正负板可以被自动插入到一个分离条,条条折叠并切割周围的板,然后使用热,超声波或弯曲,形成一个完整的封条周围的板。这种方法,再加上在电池箱上的加料和自动组插入,提供了高的生产率,低的保证,也许最重要的是,大大减少了操作人员的铅暴露。

直到20世纪70年代,铅酸电池还存在一些严重的缺陷。这些都是高维护费用,因为产生的酸烟和爆炸性气体造成了水的损失。这是许多工业活动的严重成本,特别是需要特别服务的叉车行业。 充电的 带提取物和持续加水的客房,防止电池干掉。这些问题的解决方案在1970年代开始出现,当时电池制造商转而使用汽车电池所用的低镁合金。

铅电池类型

虽然这最初是为了节省成本,但很快就发现,与汽车中的电压控制交流发电机充电相结合,电池的水损失,从而大大减少了维护工作。不久以后,铅-铀矿合金减少到1.8%,而本世纪上半叶的使用率为11%。实际上,这提供了水淹的、免维护的SLI电池。

使用低瓦斯铅合金的想法在80年代开始形成势头,当时饥饿的电解质铅酸电池开始出现在现在熟悉的电池容器中,使用与标准泛滥范围相同的板块和格栅设计。这是一个完全密封的电池,不会流失水或释放爆炸性气体。电极产生的氢和氧将被固定在电解质中放在电池中,重新组合成水。

通过混合二氧化硅使酸固定下来形成 凝胶 或悬挂在高压缩吸收玻璃垫分离器。尽管从20世纪60年代开始,阀门调节的铅酸电池就投入了商业使用(当时的盖茨),但这些设计都是用纯铅制成的网格,这是非常柔软的。这意味着设计可能性和处理方法有限。

设计了新的合金,完全去除了作为硬化剂的硒和取代钙。这有效地提高了铅的氢和氧的过电位,超过了每电池充电阈值2.4伏特,这将允许在15小时内充电,或每天一个循环操作。然而,严重的问题发生在20世纪80年代初,当时大规模的电池故障是由于被称为过早的容量损失或pcl对大多数电池公司的打击非常沉重。这实际上是铅酸电池在使用的头几周或几个月内发生的非常迅速的容量损失。

上世纪90年代,随着锡进入铅合金,最终解决了这一问题。锡在界面的精确作用和活性材料的完整性是有争议的,但发现它的工作。一个副作用是,如果正栅中锡和钙之间的平衡是错误的,那么这可能导致电网灾难性的腐蚀失效。在90年代的工作解决了这个问题,我们现在享受合理的无问题和无维护铅酸电池。