铅酸蓄电池生产 | 通过在线浓度测量优化化学反应和实现快速转产

发布时间： 2021-09-10 10:02:39 来源：安东帕精密仪器

可靠的在线硫酸浓度测量可以确保化学反应过程的质量和蓄电池中的最终 H₂SO₄浓度。另外还可以缩短加注站转产期间的停机时间。

铅酸蓄电池是最早、最成熟的可充电电池。由于价格低、功率质量比相对较大，因此尽管能量重量比非常小，但它主要用作汽车起动、照明和点火 (SLI) 电池。蓄电池生产中的硫酸在铅酸蓄电池的生产过程中，需要用到不同的浓度。硫酸浓度不仅取决于生产步骤，还取决于蓄电池的类型和尺寸。

铅酸蓄电池的主要成分是由铅制成的阳极、由二氧化铅制成的阴极和作为电解质的稀硫酸 (H₂SO₄)。

化学反应需要硫酸的第一个生产步骤是极板化成。化学反应过程中会在正极板上形成α和β PbO₂。α和β PbO₂之间的比率直接影响蓄电池的电流效率。在化学反应过程中，H₂SO₄浓度是实现正确比率的一个重要参数。

槽化完成后，会组装蓄电池，加注正确浓度的硫酸，并进行充电。电池内化学反应后，会更换电解质（二次进料法）或调节硫酸（一次进料法）。在加注和储能结束时，硫酸浓度和电解质水平必须符合规定的浓度。

应用解决方案

硫酸浓度测量

在硫酸溶液中，密度测量非常适合测定高达90%的H₂SO₄浓度。在铅酸蓄电池生产中，0%至55% (1.4453 g/cm³ @ 20°C) 的浓度范围很重要，密度与硫酸浓度具有陡峭且几乎呈线性的相关性。

密度值与H₂SO₄溶液浓度之间的关系

稀释来料的硫酸

高浓度硫酸 (98%) 主要通过卡车运输到生产现场。现场将浓缩的H₂SO₄稀释至所需的不同浓度。硫酸在稀释过程中会放出大量的热量，需要进行冷却。因此，硫酸的温度在稀释过程中变化很快。由于接液部件由玻璃制成，安东帕的高精度在线密度传感器L-Dens 3300 GLS版本可以轻松跟踪这些变化。所有塑料涂层传感器都是热惰性传感器，无法跟踪快速温度变化（例如大多数电导传感器）。

硫酸稀释系统

加注站

在加注站稀释

中小型工厂用罐中储存各种所需浓度的硫酸。大型工厂可以进行两阶段稀释过程。第一步是稀释并储存中等浓度的H₂SO₄，第二步是在加注站进行最终稀释（如上图所示）。产品转换，即推出新类型或尺寸的蓄电池，可能引起加注站的浓度变化。如果仅由实验室浓度测量提供支持，则调整灌装罐的浓度可能需要长达40分钟。安东帕的在线密度传感器L-Dens 3300 可以协助实现自动控制浓度变化，从而将停机时间缩短到手动控制变化所需时间的一小部分。

槽化成

在化学反应过程中，电解质的浓度将会增加。硫酸浓度测量和调节是实现高质量恒定化学反应过程的关键所在。