| 三、对几种新产品与工艺改进的设想
1、改进式拉网板栅蓄电池
用拉网板栅制作蓄电池，当前正在我国掀起。为什么这种板栅比铸造板栅更优越，主要是它的合金是压力成型，金属结构紧密抗腐蚀能力强（这种板栅制成的蓄电池使用寿命平均提高50％左右），所以板栅筋可以设计较薄，而经拉网成形的小筋扭曲后，极板厚度没减少反而增加，因此铅膏量不减，这样就使铅膏与板栅的重量比要比常规电池提高，以发展拉网板栅替代铸造板栅而言，每只蓄电池合金板栅重量可以平均减轻负18%-20％，因此电池的比能量相对要高约6%-7％，千伏安时耗铅量降低约8%-12％。经粗略估算，合金铅消耗可从8.3-8.6kg/KVAh下降至7.5-7.8kg/KVAh，节铅可达约1.1kg/KVAh。如果达到50万KVAH／年的规模产量计，每年节约合金铅约600吨左右，所以经济效益会有明显增长。有这样好的产品为什么发展如此缓慢，主要是受设备改造投资费用太贵影响，引进一套最小规模的拉网及压带设备约300万美元，加上国内配套设备费需3000万元以上，以每年所节约的合金铅来偿还投资已超过五年，经济效益上受到影响。
针对这个问题又需结合中国蓄电池行业现状，特提出“压网板栅”替代“拉网板栅”的设想，它的特点是在现在铸板栅的基础上，改进现有铸板机之后再增加对板栅滚压及压网工序来制造网状板栅目的。这种改进式拉网板栅蓄电池的设想工艺流程是：
铸板（双片）→冲剪→滚压→小筋压弯→板栅修正→涂膏→包纸→固化→分板→初装电池→电池化成
这个工艺流程最大的优点是：（1）适合当前我国已有的生产工艺与装备工艺，改动少投产容易；（2）需新增开发的设备少，按上流程仅在铸板机后研发一台“压网机”，在涂板机后用包纸机替代表面干燥机就可以，加上板网模具等所需设备投资费用比引进二套担网压带线节省很多；（3）这种压网板栅适合各类蓄电池产品应用；（4）可生产干式荷电池产品出厂，符合我国市场需求。
一些已投入生产的拉网板栅起动用蓄电池产品特点有：
（1）全免维护型，产品整个寿命周期无需补水。
（2）采用铅钙合金，自放电小、水损耗平均小于2g/AH，所有制密封性能可提高。
（3）采用拉网板栅，电池耗铅量小，比传统的重力浇铸板栅可节约铅18%-20％，因此电池的重量比能量相对要高约6%-7％。
（4）壳体采用弹性筋，方便电池制造，保证装配。
（5）电池有电量指示，方便使用。
（6）由于拉网板栅的合金是压力成型，金属密度比浇铸板栅高，所以抗腐蚀能力强，这种板栅制成的蓄电池使用寿命平均提高50％左右。
上述改进式拉网电池（又称压网电池）一般用于改造起动用蓄电池较多。
2、纤维毡（网）板栅蓄电池
众所周知，活性物质（铅膏）与板栅导电筋的间距越近则极板的内阻越小，相应的活性物质的利用率就越高，有人测试过如果板栅导电筋与铅膏间距在0.2mm，活性物质的利用率可达90％，将高出常规极板一倍以上。根据这个原理，已有厂采用合金铅的纤维毡（网），并铸造在板栅中间替代常规板栅的小筋，制成“纤维毡（网）板栅”，然后再涂上铅膏制成极板，由于合金铅纤维是高压压铸形成，金属紧密度高，抗腐能力不会下降反而提高，因此用纤维毡（网）极板做成的蓄电池容量与寿命一定能提高。纤维毡（网）板栅蓄电池设想工艺流程：
合金铅熔化→挤压喷丝→纤维切断→铺毡压片→烧结成形→裁剪压网成片（卷）→铸造边框及大筋→形成纤板栅→送入涂板等工序→制成电池
为节约成本，纤维毡（网）最好专业化协作生产为宜，蓄电池厂可从协作配套厂中购得，由于这种板栅的切铅效果及性能改善明显，所以完全可以补偿购买纤维毡（网）的成本增加。这种板栅更适合制作电动车用小型蓄电池，这将对目前产品在提高重量比能量及性能上会有新的突破。
3、铜网板栅蓄电池
铜网板栅蓄电池早在80年代中由德国哈根公司发明并应用于大型牵引蓄电池中，这种板栅只能用于负极板，因为负极板的活性物质电化学变化是从极板表层向内部渗透与正极板相反，所以铜网板栅中的铜离子也不会向极板表层渗透，因用它做负极板完全可行，我们知道铜的电阻率为0.01673（Ωmm2/m）比铅的电阻率小13倍，所以用铜制板栅极板内阻小容量也就增加了，加上铜的密度为8.4g/cm3是铅密度的74％，因此用它做成的板栅比铅合金板栅重量轻20％以上，电池总容量也至少提高5％。
下面再介绍一下十年前笔者曾经与厂合作研发的铜网板栅蓄电池。当时用36Ah塑壳，用外购紫铜网表面经电镀锡后再镀铅，并浇铸板耳与塑料边框，这种板栅比常规板轻20％以上，以12Ah／片放入35Ah塑壳内，结果36Ah设计容量实达到45Ah以上，这批蓄电池的重量比能量为42kg/wh，后来因当时没有电动车市场厂方产品转产而没进一步研发，但是可以证明“铅网板栅蓄电池”用于中型电动车用蓄电池中是可行的。
铜网板栅蓄电池设想工艺流程：
紫铜带→剪切网缝→横向拉伸→左右裁剪→压平去刺→除油清洗→成卷或切片→电镀锡厚20μ以上→电镀铅厚80μ以上→成卷网切成单片→二端铸板耳及底→二边包塑形成铜网板栅→送去涂膏制成蓄电池。
其实紫铜网完全可外协从市场购得，这样对蓄电池厂而言生产工序可简化，成本可节约。
上述三种方式的“新型板栅”介绍给大家，是因为它的生产工艺都具工业化运行的可能性，所开发的新产品适合市场现状，但仍需要继续研发与投入才能真正成为商品。当前，在新产品项目开发上，还有许多新课题需共同探讨。相信不久一定会有一批具有中国特色的“高效高能新型铅酸蓄电池”能走向市场进军世界，让我们共同努力迎接蓄电池工业辉煌的明天。■ |
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