集中制漿系統(tǒng)在AGM隔膜制備中的應(yīng)用前景

劉鐵軍，宋德華，王偉

(中材科技股份有限公司膜材料公司，南京211106)

集中制漿系統(tǒng)在AGM隔膜制備中的應(yīng)用前景

劉鐵軍，宋德華，王偉

(中材科技股份有限公司膜材料公司，南京211106)

概述了AGM隔膜在蓄電池領(lǐng)域的重要應(yīng)用，分析了國內(nèi)AGM隔膜產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，以及制漿系統(tǒng)對AGM膜質(zhì)量的影響機(jī)理，介紹了分散制漿、集中制漿系統(tǒng)的工藝流程及控制要點(diǎn)，比較了集中制漿系統(tǒng)較分散制漿系統(tǒng)的優(yōu)勢，指出集中制漿系統(tǒng)在未來AGM隔膜制備中有很大的應(yīng)用前景。

集中制漿系統(tǒng)；分散制漿系統(tǒng)；AGM隔膜；應(yīng)用

0 前言

目前，鉛酸蓄電池使用用途較為廣泛，分為起動型蓄電池、固定型蓄電池、牽引型蓄電池、鐵路用蓄電池以及儲能用蓄電池。AGM隔膜作為鉛酸蓄電池中的“第三電極”，起著隔離正負(fù)極、吸附電解液的作用，對電池的性能影響是至關(guān)重要的。

近年來，隨著鉛酸蓄電池行業(yè)的快速發(fā)展，隔膜市場競爭愈演愈烈，市場環(huán)境快速變化。國內(nèi)AGM隔膜企業(yè)經(jīng)營環(huán)境變得日益復(fù)雜，集中表現(xiàn)為AGM隔膜規(guī)格增加、交貨期縮短，客戶對AGM隔膜的要求也變得多樣化。與此對應(yīng)，生產(chǎn)方式從前期大批量少品種向目前小批量多品種轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變使得企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃變更頻繁。但為滿足客戶的不同需要，企業(yè)需配備多條隔膜生產(chǎn)線才能滿足市場需求[1-3]。

國內(nèi)AGM隔膜生產(chǎn)線主要采用“分散制漿、分散造紙”的生產(chǎn)模式。生產(chǎn)線都配備制漿系統(tǒng)，存在制漿設(shè)備多，設(shè)備占地面積大，勞動力使用量多等缺點(diǎn)。另外，生產(chǎn)線制漿系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，使得同規(guī)格隔膜換線生產(chǎn)時，隔膜性能存在差異。

集中制漿系統(tǒng)有其獨(dú)特的優(yōu)勢，是大規(guī)模集中供漿的必要設(shè)備，一方面可以保證給生產(chǎn)線連續(xù)供漿，提高制漿效率[4-6]，設(shè)備單位占地面積相對小，勞動力使用量減少；另一方面避免因生產(chǎn)線制漿系統(tǒng)差異導(dǎo)致產(chǎn)品性能波動。

1 制漿系統(tǒng)對AGM隔膜性能的影響

AGM隔膜生產(chǎn)線間制漿系統(tǒng)相互獨(dú)立，與疏解機(jī)疏解能力、除渣器能力以及系統(tǒng)構(gòu)造等有關(guān)，使疏解得到的漿料性能有所差異。制漿工段在AGM隔膜制備中作為首道工段至關(guān)重要，評判上網(wǎng)成型前漿料的優(yōu)異在于不同叩解度玻璃纖維混合分散程度、漿料pH值、漿料連續(xù)供漿穩(wěn)定性等方面。

制漿系統(tǒng)主要影響著隔膜的厚度、定量、強(qiáng)度、吸水(酸)等關(guān)鍵性能。疏解機(jī)疏解時間過長，玻璃纖維大部分將被切斷，纖維之間交織能力減弱，從而隔膜強(qiáng)度降低；另外，成型過程中玻璃纖維分布致密，隔膜孔隙率減少，降低了隔膜吸水(酸)性能。除渣器主要去除玻璃纖維中未被分解開的玻璃渣團(tuán)，主要影響成型過程中隔膜定量、紙面外觀。

AGM隔膜作為電池的“第三電極”，決定著電池性能和質(zhì)量優(yōu)良與否，是其成敗的關(guān)鍵。隔膜性能對鉛酸蓄電池的影響主要表現(xiàn)在厚度均勻性、孔隙率、拉伸強(qiáng)度、吸酸性能等方面。其中厚度性能影響著電池中酸液分布以及電池整體安裝，強(qiáng)度性能影響著電池的循環(huán)壽命，吸水(酸)性能影響著電池的容量及電流大放電性能[7-8]。

2 分散制漿系統(tǒng)

AGM隔膜由微玻璃纖維棉制成，采用傳統(tǒng)斜網(wǎng)濕法造紙工藝流程，包括制漿工段、抄紙工段、卷紙工段、后加工工段，是流程性連續(xù)生產(chǎn)，各工段同時作業(yè)。

2.1 分散制漿工藝流程

隔膜生產(chǎn)線制漿系統(tǒng)主要由疏解機(jī)、配漿池、貯漿池、除渣器、輸漿泵和管路組成，系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

隔膜生產(chǎn)線制漿系統(tǒng)都包含上述組件，各生產(chǎn)線都配有制漿人員，生產(chǎn)過程中根據(jù)隔膜性能要求，制漿人員將不同直徑的玻璃纖維原料按工藝配比稱量、投料疏解、放漿、抽漿，漿料經(jīng)過除渣器除渣后在斜網(wǎng)紙機(jī)脫水成型。制漿人員每間隔一段時間重復(fù)上述操作。

2.2 分散制漿系統(tǒng)控制要點(diǎn)

(1) 制漿人員需將玻璃棉定量投入疏解機(jī)，投棉過程中發(fā)現(xiàn)棉中有雜質(zhì)、異物、油斑應(yīng)及時取出。

(2) 制漿過程中，降低切換不同廠家玻璃棉使用頻率，減少漿料性能波動。

3 集中制漿系統(tǒng)

集中制漿系統(tǒng)便于控制、管理，制漿效率高。目前主要應(yīng)用于灌漿工程，不僅節(jié)約人工成本，提高送漿速率，還可以保證灌漿質(zhì)量[9]。因此，集中制漿系統(tǒng)在AGM隔膜生產(chǎn)線有很大的應(yīng)用前景。

3.1 集中制漿系統(tǒng)工藝流程

集中制漿系統(tǒng)有手動、自動兩種選擇，自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法恢復(fù)時，將選擇開關(guān)置于手動位置。此系統(tǒng)主要由操作室、電子秤量裝置、高速疏解機(jī)、除渣器、配漿罐、貯漿罐、輸漿泵和管路組成，系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

玻璃纖維原料經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送至高速疏解機(jī)，當(dāng)原料量，白水量達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)自動停止供水和供原料，經(jīng)其高速分散后，放漿至配漿罐，配漿罐中漿料經(jīng)過除渣器除渣后儲存至貯漿罐(1#、2#貯漿罐代表不同叩解度玻璃纖維漿料)，完成制漿。按照隔膜產(chǎn)品性能要求，將1#、2#貯漿罐中漿料、白水罐中白水按一定流量泵抽至隔膜a、b、c生產(chǎn)線，在斜網(wǎng)紙機(jī)上脫水成型。

3.2 集中制漿系統(tǒng)控制要點(diǎn)

(1) 生產(chǎn)線合理排單，避免間斷開/停機(jī)。漿料貯存時間不宜超過3 d，存放時間過長，漿料中玻璃纖維緩慢在漿池底部沉積、結(jié)塊。

(2) 疏解機(jī)底部濾網(wǎng)、混漿器內(nèi)部應(yīng)定時清理，排除玻璃纖維原料帶入的雜質(zhì)，避免其影響隔膜產(chǎn)品性能。

4 集中制漿系統(tǒng)與分散制漿系統(tǒng)的比較優(yōu)勢

分散制漿系統(tǒng)在濕法造紙領(lǐng)域有其獨(dú)特的優(yōu)勢，可以生產(chǎn)不同領(lǐng)域鉛蓄電池用AGM隔膜。主要隔膜產(chǎn)品安排定線生產(chǎn)，減少因換線生產(chǎn)帶來的性能波動。但其也存在一定弊端，生產(chǎn)線設(shè)備占地面積大，機(jī)械用量高，人員配備多，另外生產(chǎn)線間制漿系統(tǒng)相互獨(dú)立導(dǎo)致漿料性能有所不同，使得制備的同客戶同規(guī)格AGM隔膜性能有所差異。生產(chǎn)線出現(xiàn)故障時，換線生產(chǎn)將無法滿足客戶AGM隔膜性能穩(wěn)定性要求，產(chǎn)生產(chǎn)品無法按期交付的隱患。

集中制漿系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、良好的人機(jī)界面和便捷的操作方式[10]，保障了漿料提供的連續(xù)性和及時性，減少制漿、貯漿、輸送漿液的機(jī)械用量，同時較分散制漿系統(tǒng)節(jié)省了大量制漿所用的勞動力，提高了制漿和送漿的效率。

集中制漿系統(tǒng)主要優(yōu)勢在于生產(chǎn)線漿料來源穩(wěn)定、性能均一，減少制漿過程中漿料波動，生產(chǎn)線出現(xiàn)故障，可以換線生產(chǎn)，使得產(chǎn)品能按期交付，同時滿足客戶隔膜性能穩(wěn)定性要求。生產(chǎn)線使用集中制漿系統(tǒng)，不僅可以改善工作環(huán)境，提高AGM隔膜產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以節(jié)約生產(chǎn)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

如今，在AGM隔膜市場競爭愈演愈烈情況下，AGM隔膜產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性一直是困擾此行業(yè)的主要問題，這也是當(dāng)前隔膜生產(chǎn)線分散制漿的弊端。集中制漿系統(tǒng)有其獨(dú)特的優(yōu)勢，計(jì)量準(zhǔn)確，便于控制，操作方式便捷，勞動力用量少，設(shè)備占地面積小，同時可以提高制漿和送漿的效率，保證漿料間的均一性，減少因漿料波動帶來的質(zhì)量波動，未來集中制漿系統(tǒng)在濕法造紙領(lǐng)域?qū)泻芎玫膽?yīng)用前景。

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The Application Prospect of Centralized Pulping System in Preparation of AGM Separators

Liu Tiejun，Song Dehua，Wang Wei

(Membrane Material Company of Sinoma Science & Technology Co.,Ltd.，Nanjing 211106)

This paper outlines the application of AGM separators in lead-acid batteries，describes the domestic situation of AGM separator industry，explains the effects of pulping system on the quality of AGM separators，summarizes the process and control points of dispersed pulping system and centralized pulping system，and compares the advantages of centralized pulping system with dispersed pulping system.The results show that the centralized pulping system has a remarkable application prospect in the preparation of AGM separators in the future.

centralized pulping system；dispersed pulping system；AGM separator；application

TQ171.77+6

A

2016-11-01

劉鐵軍，男，1977年生，副總經(jīng)理。主要從事新型隔膜市場應(yīng)用方面的研究。

修回日期：2016-11-15