苏婉成功配制出合格电解液的消息,如同给电池研发项目注入了最强的催化剂。林烽深知,解决了“血液”(电解液)问题,接下来就必须尽快造出强健的“心脏”(电池本体),才能让“太行猛虎”真正拥有随时可以咆哮的底气。他当机立断,在兵工厂一角,利用一间闲置的仓库,组建了一个小型的铅酸电池研制作坊,由苏婉总体负责技术,并从各车间抽调了十余名心灵手巧、学习能力强的年轻工人。
作坊虽小,但目标明确:建立一套能够稳定生产大容量、高性能铅酸蓄电池的工艺流程,不仅要满足坦克的启动和车载设备用电,未来还要为步话机、探照灯、甚至小型移动电站提供可靠的储能电源。
林烽将脑海中的理论知识结合瓦窑堡的实际条件,规划出了一条清晰的制造流水线,并亲自给苏婉和工人们讲解每一个环节的要点和原理。
第一道工序:栅格铸造——打造电池的“骨骼”
铅酸电池的电极并非实心铅块,而是由铅锑合金(林烽根据记忆,尝试性地加入了少量钙,以改善机械强度和抗腐蚀性,这在这个时代是相当超前的思路)铸造而成的、带有许多网格状空隙的板栅,这既是导电骨架,也是附着活性物质的载体。
· 模具制作: 老周的机加工车间根据林烽绘制的图纸,用铸铁精心加工出了正负极板栅的模具。模具内部刻有精细的网格凹槽。
· 合金熔炼: 在作坊一角砌筑了小型的熔铅炉。将回收的废铅锭(主要来自旧电池和缴获的铅制品)与精确称量的锑锭、以及极少量的钙屑(从某些合金中设法提取)一同投入坩埚中熔化。控制熔炼温度和搅拌,确保合金成分均匀。
· 浇铸成型: 工人们用长柄铁勺舀起沸腾的、银亮沉重的铅液,小心翼翼地浇入预热的模具中。待铅液冷却凝固后,打开模具,一片片闪烁着金属光泽、结构精巧的板栅便诞生了。初学的工人难免紧张,有时浇铸不满,有时会产生气泡,但在老师傅的指导和反复练习下,成品率很快提了上来。看着一排排铸造好的板栅,苏婉打趣道:“咱们这像是在给电池做‘排骨’呢!”
第二道工序:活性物质涂膏——赋予“骨骼”以“血肉”
光有板栅还不够,需要在上面涂覆能够发生化学反应的活性物质。
· 正极膏: 主要成分是铅丹(Pb?O?,一种橙红色粉末),加入少量稀硫酸溶液和纤维(用旧棉絮捣碎制成)作为粘结剂,搅拌成具有一定粘稠度的膏状物。
· 负极膏: 主要成分是黄丹(PbO,灰色粉末) 和海绵状铅粉,同样加入稀硫酸和纤维粘结剂,搅拌成膏。
· 手工涂填: 这是极其细致的工作。工人们用特制的木制或骨制刮板,手工将对应的膏体仔细地、均匀地填涂到板栅的每一个网格空隙中,不能太薄(影响容量),也不能太厚(容易脱落),更要确保不残留气泡。苏婉严格把控着膏体的粘度和涂填的均匀度,她纤细的手指常常和工人们一样,沾满了铅灰色的膏体。林烽来看时,见她专注的样子,笑道:“咱们苏工现在成了‘捏泥巴’的专家了。”苏婉佯怒地瞪他一眼,嘴角却带着笑。
第三道工序:极板干燥与固化——“淬火定型”
涂膏后的湿极板非常脆弱,需要经过一个复杂的处理过程才能稳定。
· 表面干燥: 先将涂膏后的极板放置在通风处自然晾干,或者利用车间余热进行低温烘干,使表面固化。
· 高温固化(熟成): 这是关键步骤。将表面干燥的极板放入特制的、可以控制温度的固化室内,在一定温度和湿度下保持数十小时。在这个过程中,膏体中的铅氧化物与硫酸进一步反应,形成稳定的微观结构,机械强度大大增加,电化学活性也被“激活”。林烽和苏婉像照顾婴儿一样,日夜监控着固化室的温湿度。
第四道工序:电池组装——“合纵连横”
将处理好的正负极板(一片正极夹在两片负极之间,防止正极板翘曲)交错排列,中间用微孔橡胶或塑料隔板(最初试用过杉木片,但效果不佳,后来想办法搞到了一些废旧橡胶制品,熔化后压制成了简易隔板)隔开,防止短路。然后将一组组极板群装入硬质橡胶或塑料电池壳(这也是千方百计才找到的替代材料)中,盖上带有注液孔和极柱孔的电池盖。
· 焊接极群: 将同极性的极板耳部用铅锑合金焊条焊接在一起,形成汇流排,再与露在电池盖外的铅质极柱焊牢。焊接时必须快速准确,避免过热损伤活性物质。一时间,作坊里充满了烙铁的热气和松香(助焊剂)的味道。
· 密封: 用沥青(精心熬制的)将电池盖与壳体之间的缝隙彻底密封,确保电解液不会泄漏。
第五道工序:注液与充电活化——“注入灵魂”
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