鉛粉是電池的基因

2021-02-12 鉛酸蓄電池科學與技術

鉛粉特性是影響電池性能的重要因素

鉛膏由鉛粉（有些情況也添加紅鉛以改善化成和初容量）與硫酸混合製成，經過一系列工藝反應之後轉化為電池活性物質。鉛粉特性是能夠遺傳的，影響電池的最終性能。

早期生產鉛酸蓄電池時，業內將一氧化鉛（PbO）和紅鉛（Pb3O4）作為生產電池極板的初始材料。為了提高電池性能，提高生產效率，在19世紀末、20世紀初開發出巴頓鍋和球磨工藝生產鉛粉。這兩種工藝所生產的鉛粉中含有20~30%的未氧化的鉛。

1898年，美國專家George V. Barton 提出一種非常快速又簡易的鉛粉生產方法

熔融鉛（450℃）經管道輸入大型反應鍋中，鍋內的旋轉槳對熔融鉛進行快速攪拌。反應鍋被加熱到大約470℃，熔融鉛被連續攪動，分散。潮溼空氣流將鉛氧化並帶至分離器中，在分離器內粗大顆粒與細小顆粒分離，粗大顆粒然後再返回至反應鍋中。這些粗大顆粒被繼續氧化，分散並再次進入分離器中。氣體排放淨化系統（鉛塵收集器）確保較低的排放水平。

巴頓鉛粉特性

Oxide SpecificationsUnitRangeTotal PbO%82 - 68Free Lead%18 - 32Apparent densityGrams / cc1.5 - 2Acid AbsorptionMg / gram180 - 200Average Particlesizeum3 - 4.5

1924年，日本專家Shimadzu首先發明球磨方法。

當今，人們使用很多種球磨機，但是其基本原理與Shimadzu所採用的原理相同。

鉛塊填入一個大型鋼製滾筒中，滾筒圍繞其水平軸旋轉。鉛塊在旋轉的滾筒內相互摩擦、碰撞。鉛塊間的摩擦所產生的熱量足以引起鉛表面的氧化反應。由於該氧化反應是放熱的，所釋放的熱量（983kJ/kg）維持氧化溫度，產生的多餘熱量不得不通過向滾筒中通入冷空氣或在滾筒外壁噴灑水的方法來驅散。滾筒保持一定溫度（例如約90~100℃），使鉛表面逐步被氧化。

球磨鉛粉特性

Oxide SpecificationsUnitRangeTotal PbO%82 - 68Free Lead%18 - 32Apparent densityGrams / cc1.5 - 2Acid AbsorptionMg / gram180 - 200Average Particlesizeum3 - 4.5

巴頓鉛粉為液相氧化而成，球磨鉛粉為固相氧化而成，兩種鉛粉特性有所不同。

兩種鉛粉特性對比如下表


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