第一節(jié) 蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)界定及主要產(chǎn)品
一、產(chǎn)業(yè)定義
隔板是鉛酸蓄電池的一個(gè)重要部件,其作用是將正負(fù)極板隔開,以防止正負(fù)極板短路,同時(shí)在電壓的作用下保證負(fù)離子遷移。所以隔板是一種多孔材料,其厚度方向上具有大量貫通的孔洞,以保證離子通過,同時(shí)孔洞要盡量小,因?yàn)楦舭宀粌H要防止懸浮在酸液中的微小顆粒在極板之間穿過,又要防止鉛極板再結(jié)晶時(shí)的微細(xì)纖晶引起的極板之間的短路,所以隔板具有的孔洞一般都是微米級(jí)的。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)隔板是一種高性能隔板,簡(jiǎn)稱PE隔板。
PE隔板具有較小的孔徑,極低的電阻和極薄的基底,易于做成袋式,適用于蓄電池的連續(xù)化生產(chǎn)。
二、主要產(chǎn)品及應(yīng)用情況
PE隔板按其形式分為片型隔板(包括平板形、筋條形、復(fù)合形)和袋型隔板。
PE隔板已被絕大多數(shù)大型汽車蓄電池制造廠所公認(rèn),它的優(yōu)點(diǎn)是明顯的:電阻低,韌性好,耐用不易磨損,不會(huì)折裂,呈袋式以消除底部的邊緣短路,抗氧化,耐硫酸腐蝕,孔徑在1μm以下,阻止鉛晶生長(zhǎng)穿過隔板而引起短路,壽命長(zhǎng),廢品少,裝配生產(chǎn)率高等等。
三、產(chǎn)業(yè)基本屬性
蓄電池PE隔板屬于塑料板、管、型材的制造業(yè)。
塑料板、管、型材的制造指各種塑料板、管及管件、棒材、薄片等的生產(chǎn),以及以聚氯乙烯為主要原料,經(jīng)連續(xù)擠出成型的塑料異型材的生產(chǎn)。
主要產(chǎn)品包括:塑料板、片、箔及其他扁平形狀材(硬板、軟板、裝飾板、發(fā)泡板、瓦楞板、中空格子板、薄片等);塑料類防水卷材;塑料管材(硬管及管件、軟管、波紋管、纏繞管、復(fù)合管等)及塑料制的管子附件;塑料異型材(指以聚氯乙烯為主要原料,經(jīng)連續(xù)擠出成型的中空型材);塑料室內(nèi)天花板、墻裙、塑料門、塑料窗、扶手及其框架和門檻等類似制成品。
第二節(jié) 蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程
PE隔板從20世紀(jì)70年代工業(yè)化生產(chǎn)以來,已有40年的歷史。在這40年當(dāng)中,PE隔板以其孔徑小、電阻小、機(jī)械強(qiáng)度高、可制袋等優(yōu)點(diǎn)得到迅速發(fā)展。據(jù)有關(guān)資料顯示,2000年P(guān)E隔板在起動(dòng)用鉛酸蓄電池中的占有率為:北美98%、歐洲70%(東歐占有率較低)、亞洲40%(東南亞占有率較高)。略……
第三節(jié) 蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀
一、2004-2010年產(chǎn)品產(chǎn)量

2004-2010年蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表 單位:萬平方米
二、產(chǎn)品產(chǎn)地分布

蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量地區(qū)分布圖
第四節(jié) 蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求現(xiàn)狀
一、2004-2010年市場(chǎng)需求量

2004-2010年蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品需求量統(tǒng)計(jì)表 單位:萬平方米
二、市場(chǎng)需求分布

蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品需求市場(chǎng)分布圖
略……
第五節(jié) 蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)主要替代品行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
一、產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)及技術(shù)分析
1、DE隔板的微觀結(jié)構(gòu)——掃描電鏡圖(見下圖):

2、DE隔板最大孔徑在20μm以下,平均孔徑相對(duì)于10G隔板降低更多。DE隔板改變了玻璃纖維隔板單純纖維搭接的微觀結(jié)構(gòu),內(nèi)部加入了大量顆粒狀固體物質(zhì),使得隔板的微觀結(jié)構(gòu)變得相當(dāng)復(fù)雜,微孔的曲折系數(shù)明顯加大,大大提高了隔板防鉛枝晶滲透短路的能力。
3、DE隔板的基片厚度在0.6mm左右,隔板基片厚度的增加,延長(zhǎng)了鉛離子滲透路徑,可明顯起到延緩產(chǎn)生鉛枝晶滲透的作用。
4、DE隔板在擊穿強(qiáng)度、柔韌性、致密度等方面均明顯優(yōu)于10G隔板。DE隔板的抗?jié)B透能力,裝配適用性,使用壽命等方面較10G隔板均有明顯提高。
5、DE隔板相對(duì)于10G隔板孔率稍有降低,電阻略有增大,但孔率仍然高于其它隔板,電阻較小,完全能夠滿足蓄電池的大電流起動(dòng)要求。
二、應(yīng)用現(xiàn)狀
1、裝配使用情況:DE隔板在柔韌性、抗刺穿強(qiáng)度等方面均有一定程度的提高,和10G隔板相比能更好地滿足電池裝配要求??捎行p少裝配中易出現(xiàn)的整理極群時(shí)、捏板耳時(shí)的隔板損壞,極板表面凸起硌破隔板等一些質(zhì)量缺陷。
分別在55 415 電池,6-QA-60電池、6-QA-100電池等等型號(hào)上進(jìn)行了批量裝配生產(chǎn),不管是手工配組,還是使用配組機(jī),不管是手工焊接,還是鑄焊焊接,DE隔板都表現(xiàn)出了良好的適應(yīng)性,DE隔板的裝配損失和10G隔板相比有較為明顯地降低。
2、耐振動(dòng)試驗(yàn)
選擇大型號(hào)電池610 17電池作為試驗(yàn)電池,試驗(yàn)高加速度(58.8m/s2)條件下DE隔板的耐振動(dòng)性能。試驗(yàn)結(jié)果是:使用橡膠隔板的1#蓄電池耐振動(dòng)性能不合格。而使用DE復(fù)合隔板的2#和3#電池振動(dòng)前后放電時(shí)間變化很小,可以得出結(jié)論:DE復(fù)合隔板的耐振動(dòng)性能優(yōu)于橡膠隔板。
3、強(qiáng)化壽命試驗(yàn)
為驗(yàn)證DE隔板的抗?jié)B透性能和高溫耐氧化能力,設(shè)計(jì)的深放電試驗(yàn)和高溫條件下的壽命試驗(yàn),壽命試驗(yàn)及電池解剖情況見表1。由試驗(yàn)情況可知,DE隔板滿足國(guó)標(biāo)B類5個(gè)單元的壽命要求。

壽命試驗(yàn)及電池解剖情況
由解剖情況可知,在強(qiáng)化壽命試驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)DE隔板的滲透短路,可以證明DE隔板的耐高溫壽命,耐滲透短路性能良好。
第六節(jié) 蓄電池PE隔板產(chǎn)業(yè)主要替代品替代性評(píng)價(jià)
1、DE隔板保留了玻璃纖維隔板孔率大,電阻小,潤(rùn)濕性好,抗氧化性好的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)在填充顆粒引進(jìn)之后徹底改變了單純纖維搭接的微觀結(jié)構(gòu),使得最大孔徑,尤其是平均孔徑明顯縮小,微孔不再平滑,曲折系數(shù)明顯提高,再加上基厚較大,抗?jié)B透能力得到根本改善。DE隔板采用了新型增強(qiáng)膠乳和化學(xué)助劑,使得隔板的擊穿強(qiáng)度和柔韌性明顯提高,改善了隔板的使用性能,對(duì)減少隔板破損帶來的一系列問題有明顯的效果。
2、總而言之,隔板的最大孔徑越小、基厚越大,孔的形狀越不規(guī)則、曲折系數(shù)越大,受熱、氧化條件下穩(wěn)定性越好則隔板的抗?jié)B透性能越好。隔板強(qiáng)度越大,韌性越好,則隔板的破損等就會(huì)越少出現(xiàn),接觸短路也就越不容易發(fā)生。
3、DE隔板的設(shè)計(jì)符合孔徑較小,基厚較大,微孔極不規(guī)則,曲折系數(shù)較大,耐高溫性、耐氧化性很好,強(qiáng)度較大,柔韌性較好的特點(diǎn)。因此,DE隔板對(duì)解決隔板滲透、破損等質(zhì)量問題必將起到很好的作用。略……
第七節(jié) 我國(guó)蓄電池PE隔板生產(chǎn)工藝創(chuàng)新歷程與途徑
由于超高分子量聚乙烯的流動(dòng)性特點(diǎn),對(duì)于一般的成型機(jī)械很難對(duì)其進(jìn)行成型加工,由于物料在螺桿中的狀態(tài)為“粉料-半固體、高彈性體”的變化過程,為典型的“塞流”機(jī)理,實(shí)際為強(qiáng)制擠出的過程,普通的單螺桿擠出機(jī)根本無法擠出成型。目前國(guó)際上通常采用的是特殊設(shè)計(jì)的雙螺桿擠出機(jī),雙螺桿擠出機(jī)由于兩根螺桿互相嚙合在一起,具有自潔的功能,并將物料強(qiáng)制擠出。一般情況下,采用同向雙螺桿擠出機(jī),這樣有效地降低了物料在擠出機(jī)中所受的剪切力,避免了超高分子量聚乙烯在螺桿中的降解。目前就世界范圍來講,PE隔板生產(chǎn)用擠出機(jī)均為特殊設(shè)計(jì)的專用擠出機(jī),其對(duì)螺桿的排布及材質(zhì)的要求非常嚴(yán)格。此項(xiàng)技術(shù)僅掌握在少數(shù)的擠出機(jī)制造廠家和PE隔板生產(chǎn)廠家手中。其螺桿的長(zhǎng)徑比可達(dá)36,這在一般的雙螺桿擠出機(jī)中是不常見的。
第八節(jié) 國(guó)內(nèi)蓄電池PE隔板生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)介
蓄電池PE隔板生產(chǎn)設(shè)備主要有:螺桿擠出機(jī)、冷凝器、壓延設(shè)備、干燥設(shè)備等。
1、雙螺桿擠出機(jī)組的輔機(jī)主要包括放線裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計(jì)米器、火花試驗(yàn)機(jī)、收線裝置。擠出機(jī)組的用途不同其選配用的輔助設(shè)備也不盡相同,如還有切斷器、吹干器、印字裝置等。
2、石油化學(xué)工業(yè)中用冷凝器使烴類及其他化學(xué)蒸氣冷凝。在蒸餾過程中,把蒸氣轉(zhuǎn)變成液態(tài)的裝置稱為冷凝器。所有的冷凝器都是把氣體或蒸氣的熱量帶走而運(yùn)轉(zhuǎn)的。
3、壓延成型是將熔融塑化的熱塑性塑料通過兩個(gè)以上的平行異向旋轉(zhuǎn)輥筒間隙,使溶體受到輥筒擠壓延展、拉伸而成為具有一定規(guī)格尺寸和符合質(zhì)量要求的連續(xù)片狀制品,最后經(jīng)自然冷卻成型的方法。
4、干燥設(shè)備又稱干燥器和干燥機(jī)。用于進(jìn)行干燥操作的設(shè)備,通過加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發(fā)性液體成分)汽化逸出,以獲得規(guī)定濕含量的固體物料。干燥的目的是為了物料使用或進(jìn)一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品變形,陶瓷坯料在煅燒兩款干燥設(shè)備前的干燥可以防止成品龜裂。另外干燥后的物料也便于運(yùn)輸和貯存,如將收獲的糧食干燥到一定濕含量以下,以防霉變。由于自然干燥遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要,各種機(jī)械化干燥器越來越廣泛地得到應(yīng)用。
第九節(jié) 國(guó)內(nèi)蓄電池PE隔板生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀
1、螺桿擠出機(jī)應(yīng)用舉例
1)玻纖增強(qiáng)、阻燃料造粒(如:PA6、PA66、PET、PBT、PP。PC增強(qiáng)阻燃等);
2)高填充料造粒(如:PE、PP填充75%CaCO);
3)熱敏性物料造粒(如:PVC、XLPE電纜料);
4)濃色母粒(如:填充50%色粉);
5)防靜電母粒、合金、著色、低填充共混造粒;
6)電纜料造粒(如:護(hù)套料、絕緣料);
7)XLPE管材料造粒(如:用于熱水交聯(lián)的母粒);
8)熱固性塑料混煉擠出(如:酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、粉末涂料);
9)熱熔膠、PU反應(yīng)擠出造粒(如:EVA熱熔膠、聚氨脂);
10)K樹脂、SBS脫揮造粒。
2、蒸發(fā)式冷凝器在西方發(fā)達(dá)國(guó)家得到日益普遍應(yīng)用,在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用中,由于西北地區(qū)缺水的實(shí)際情況,目前蒸發(fā)式冷凝器在西北地區(qū)推廣和應(yīng)用較多,賓館、辦公樓、商場(chǎng)等民用建筑和印刷廠、噴漆車間、計(jì)算機(jī)房等工業(yè)建筑及果蔬保鮮、貯藏冷庫、溫室等農(nóng)業(yè)建筑的冷卻空調(diào)設(shè)備基本都采用了蒸發(fā)式冷凝器,啤酒、食品、飲料、制藥、石油、化工等行業(yè)也越來越多的采用蒸發(fā)式冷凝器,據(jù)一些公司的應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示,其冷凝效果好、節(jié)能節(jié)水的特點(diǎn)是顯而易見的。
3、干燥設(shè)備是在許多工業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用。多年來已有多種機(jī)型用于工業(yè)化生產(chǎn)中,如氣流干燥器、流化床干燥器、噴霧干燥器、滾筒干燥機(jī)、耙式干燥器、冷凍干燥機(jī)、紅外線干燥及組合式干燥等達(dá)幾十種之多。
第十節(jié) 我國(guó)蓄電池PE隔板生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)研發(fā)動(dòng)態(tài)
1、蒸發(fā)式冷凝器研究進(jìn)展
周景鋒等則對(duì)蒸發(fā)式冷凝技術(shù)應(yīng)用于熱泵式海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)嘗試,為開拓該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域提供了借鑒。史一忠等則分別從不同角度對(duì)蒸發(fā)式冷凝器換熱盤管的防垢除垢方面進(jìn)行了分析和論證。馬瑞華等結(jié)合了套管式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種新型的套管蒸發(fā)式冷凝器,它具有節(jié)約水流量,節(jié)能,傳熱能力比蒸發(fā)式冷凝器更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),更大地利用了換熱空間,使得傳熱能力大大增強(qiáng)。在相同情況下,它的熱流密度大約為蒸發(fā)式冷凝器的1.5倍。試驗(yàn)證明機(jī)組性能系數(shù)達(dá)4.5~5.0,比現(xiàn)有機(jī)組高20%~85%,水泵配置電機(jī)功率減少30%~60%。
2、干燥設(shè)備發(fā)展
Rieter公司推出的新型CENTRO系列離心干燥機(jī)用于塑料粒料的脫水和干燥,產(chǎn)量可達(dá)22,000 kg/h。
CENTRO系列干燥機(jī)設(shè)計(jì)用于水下造粒和水下拉條切粒,還可用于干燥微型粒子。設(shè)備采用堅(jiān)固的耐磨材料,部件設(shè)計(jì)精良,如轉(zhuǎn)子裝置優(yōu)化了干燥工藝,降低了能耗,與其他干燥設(shè)備相比,可節(jié)能達(dá)40%以上。其結(jié)構(gòu)緊湊,可以通過干燥機(jī)門拆卸轉(zhuǎn)子,所以與市場(chǎng)上的其他設(shè)備相比,CENTRO離心干燥機(jī)所需的空間極小。
設(shè)備的其他優(yōu)點(diǎn)有:轉(zhuǎn)子提升葉片可更換,從而可使轉(zhuǎn)子組件具有實(shí)際上無限的使用壽命;與產(chǎn)品或工藝水接觸的所有部件都由不銹鋼制成;在未額外增加成本的情況下集成了預(yù)脫水斜槽。略……
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