CN103956523B - 一种动力车用超级蓄电池内化成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力车用超级蓄电池内化成方法，其双性生极板转化为双性熟极板的过程在电池内部进行，用于解决普通铅酸电池化成工艺用于超级电池化成时耗时长，化成不完全的问题。其主要步骤包括：超级电池化成前先灌入硫酸溶液，静置2小时降温，然后采用定流限压，三充两放的充放电方式进行电池内部化成，这种多循环的充放电方式能够增大极板孔率和活性物质的利用率，有效激活极板内炭材料的电容性，提高超级电池的大电流充放电和循环寿命的性能。

Description

一种动力车用超级蓄电池内化成方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄内化成工艺，属于电动助力车和电动道路车等动力车用蓄电池技术领域。
背景技术
电池内化成和槽化成相比，有着许多优点，其工艺流程简化了极板水洗、干燥和电池补充电以及槽式化成的装片、焊接、取片等工序。因此能够节省大量工时和能源，不用购置化成槽设备和防酸雾设备，电池成本能得到一定的降低。并且，极板不易为杂质所污染，能降低电池自放电，电池质量也可得到更好的控制，因此，目前大部分蓄电池厂家都开始进行内化成的初步研究和适用，但电池化成工艺还不是很成熟，普通铅酸蓄电池的内化成还存在很多问题，例如内化成时间长，活性物质转化率低，配组困难等。
申请号为201110309249.7的“一种动力型铅酸蓄电池内化成的化成方法”，该专利内化成总时间达到100h，与槽化成时间相当，严重影响生产效率，另外，该内化成方法只是解决了正极板活性物的转化率和正极板质量问题，没有考虑负极板的质量和活性物质转化情况。
申请号为200910075758.0的“一种阀控铅酸蓄电池内化成方法”，该专利内化成总时间最大限度降低到20h左右，解决了化成生产效率和电池初始容量的问题，但所公开的化成方法只适用于寿命要求较低的小型普通铅酸电池，无法满足对大电流充放电、寿命要求较高的超级电池。另外，由于化成时间太短，容易造成化成不完全，电池实际容量达不到额定容量，造成电池不合格。
因此，如果采用普通电池的内化成工艺应用到超级电池的内化成，往往会造成化成不完全，正负极板活性物质转化率低，电池性能差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动力车用超级蓄电池内化成方法，缩短超级电池内化成时间，提高超级电池性能。
本发明提供了一种动力车用超级蓄电池内化成方法，其特征是包括以下步骤：
(1)将硫酸溶液加入超级电池后静置2h，然后进行充电；
(2)第一阶段充电1：充电电流0.3I3～0.4I3，充电时间4h；
(3)第一阶段充电2：充电电流0.4I3～0.6I3，充电时间12h；
(4)第一阶段充电3：充电电流0.8I3～1.2I3，充电时间8h；
(5)第一次静置：静置时间1h；
(6)第一阶段放电：放电电流1.2I3～1.6I3，放电至11.5V/支；
(7)第二阶段充电1：充电电流0.2I3～0.4I3，充电时间10h；
(8)第二阶段充电2：充电电流0.4I3～0.8I3，充电时间24h；
(9)第二阶段充电3：充电电流1.0I3～1.4I3，充电时间10h；
(10)第二次静置：静置时间1h；
(11)第二阶段放电：放电电流1.0I3～1.5I3，放电至10.5V/支；
(12)第三阶段充电1：充电电流1.0I3～1.4I3，充电时间4h；
(13)第三阶段充电2：充电电流0.4I3～0.8I3，充电时间5h；
(14)第三阶段充电3：充电电流0.2I3～0.4I3，充电时间3h；
(15)第三阶段充电4：充电电流0.05I3～0.1I3，充电时间1h，充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
进一步的，在上述化成过程中采用水浴降温或冷风降温，并保持电池表面温度≤35℃，所述化成总时间≤85h。
所述步骤(1)中硫酸密度为1.23g/cm3～1.26g/cm3，酸液中加入抑氢添加剂，避免酸雾产生，降低环境污染，灌酸方式为真空灌酸或重力灌酸。
步骤(2)至步骤(11)为电池化成阶段：步骤(2)至步骤(4)的首次充入电量为额定电量的10倍到15倍，确保了超级电池正负极板化成均匀、熟透，激活负极炭电容性，提高极板活性物质转化率，步骤(6)的浅放电，利于活性物质的再转化，步骤(7)至步骤(11)为电池再化成阶段，确保了活性物质转化率达到设计标准，并且保持负极炭材料电容性。充电电流从小到大变化，可以提高活性物质孔隙率和活性物质转化率，保证了超级电池低温放电性能和深循环放电性能。
步骤(12)至步骤(14)为电池补充电阶段，充入电量为额定容量的2倍到3倍，主要是确保电池出厂后电池容量达到额定容量的100%以上，保持电池性能稳定。
步骤(15)为电池的抽酸、清洗阶段，清洗后的电池温度降低，表面酸溶液被清洗掉，利于电池的搬运和封装，并且应及时封盖电池安全阀，利于防止电池污染，降低电池自放电。
本发明提供的超级电池内化成方法，采用三充两放五阶段式化成工艺，化成总时间≤85h，电池表面温度≤35℃，并且灌酸、抽酸均可采用真空方式进行，保证了工作效率，降低了企业成本，减少了环境污染。本发明适用于电动道路车用超级电池以及电动助力车密封、动力超级电池化成，所生产的电池适合大电流充放电，充电时间明显缩短，并且循环寿命显著提高。
具体实施方式
实施例1
下面以电动汽车用EV150Ah超级电池为例，进一步说明本发明的内化成方法的具体实施方式。电池性能测试结果如表1所示，记为S1。
(1)将硫酸溶液加入超级电池后静置2h，然后进行充电；
(2)第一阶段充电1：充电电流0.3I3，充电时间4h；
(3)第一阶段充电2：充电电流0.4I3，充电时间12h；
(4)第一阶段充电3：充电电流0.8I3，充电时间8h；
(5)第一次静置：静置时间1h；
(6)第一阶段放电：放电电流1.2I3，放电至11.5V/支；
(7)第二阶段充电1：充电电流0.2I3，充电时间10h；
(8)第二阶段充电2：充电电流0.4I3，充电时间24h；
(9)第二阶段充电3：充电电流1.0I3，充电时间10h；
(10)第二次静置：静置时间1h；
(11)第二阶段放电：放电电流1.0I3I3，放电至10.5V/支；
(12)第三阶段充电1：充电电流1.0I33，充电时间4h；
(13)第三阶段充电2：充电电流0.4I3，充电时间5h；
(14)第三阶段充电3：充电电流0.2I3，充电时间3h；
(15)第三阶段充电4：充电电流0.05I3，充电时间1h，充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
实施例2
下面以电动汽车用EV150Ah超级电池为例，进一步说明本发明的内化成方法的具体实施方式。电池性能测试结果如表1所示，记为S2。
(1)将硫酸溶液加入超级电池后静置2h，然后进行充电；
(2)第一阶段充电1：充电电流0.35I3，充电时间4h；
(3)第一阶段充电2：充电电流0.5I3，充电时间12h；
(4)第一阶段充电3：充电电流1.0I3，充电时间8h；
(5)第一次静置：静置时间1h；
(6)第一阶段放电：放电电流1.5I3，放电至11.5V/支；
(7)第二阶段充电1：充电电流0.3I3，充电时间10h；
(8)第二阶段充电2：充电电流0.5I3，充电时间24h；
(9)第二阶段充电3：充电电流1.2I3，充电时间10h；
(10)第二次静置：静置时间1h；
(11)第二阶段放电：放电电流1.2I3，放电至10.5V/支；
(12)第三阶段充电1：充电电流1.3I3，充电时间4h；
(13)第三阶段充电2：充电电流0.5I3，充电时间5h；
(14)第三阶段充电3：充电电流0.3I3，充电时间3h；
(15)第三阶段充电4：充电电流0.08I3，充电时间1h，充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
实施例3
下面以电动汽车用EV150Ah超级电池为例，进一步说明本发明的内化成方法的具体实施方式。电池性能测试结果如表1所示，记为S3。
(1)将硫酸溶液加入超级电池后静置2h，然后进行充电；
(2)第一阶段充电1：充电电流0.4I3，充电时间4h；
(3)第一阶段充电2：充电电流0.6I3，充电时间12h；
(4)第一阶段充电3：充电电流1.2I3，充电时间8h；
(5)第一次静置：静置时间1h；
(6)第一阶段放电：放电电流1.6I3，放电至11.5V/支；
(7)第二阶段充电1：充电电流0.4I3，充电时间10h；
(8)第二阶段充电2：充电电流0.8I3，充电时间24h；
(9)第二阶段充电3：充电电流1.4I3，充电时间10h；
(10)第二次静置：静置时间1h；
(11)第二阶段放电：放电电流1.5I3，放电至10.5V/支；
(12)第三阶段充电1：充电电流1.4I3，充电时间4h；
(13)第三阶段充电2：充电电流0.8I3，充电时间5h；
(14)第三阶段充电3：充电电流0.4I3，充电时间3h；
(15)第三阶段充电4：充电电流0.1I3，充电时间1h，充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
表1超级电池性能
S0 S1 S2 S3
3hr容量(Ah) 151 153 157 152
容量保持率(%) 90 93 95 94
-18℃低温容量(Ah) 100 110 120 114
充电接受能力 2.56 3.52 3.88 3.25
循环寿命(次) 302 503 522 551
大电流放电特性(min) 18.7 27.6 29.1 28.2
其中，S0为普通电池性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力车用超级蓄电池内化成方法，采用三充两放五阶段化成工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硫酸溶液加入超级电池后静置2h，然后进行充电；
(2)第一阶段充电1：充电电流0.3I3～0.4I3，充电时间4h；
(3)第一阶段充电2：充电电流0.4I3～0.6I3，充电时间12h；
(4)第一阶段充电3：充电电流0.8I3～1.2I3，充电时间8h；
(5)第一次静置：静置时间1h；
(6)第一阶段放电：放电电流1.2I3～1.6I3，放电至11.5V/支；
(7)第二阶段充电1：充电电流0.2I3～0.4I3，充电时间10h；
(8)第二阶段充电2：充电电流0.4I3～0.8I3，充电时间24h；
(9)第二阶段充电3：充电电流1.0I3～1.4I3，充电时间10h；
(10)第二次静置：静置时间1h；
(11)第二阶段放电：放电电流1.0I3～1.5I3，放电至10.5V/支；
(12)第三阶段充电1：充电电流1.0I3～1.4I3，充电时间4h；
(13)第三阶段充电2：充电电流0.4I3～0.8I3，充电时间5h；
(14)第三阶段充电3：充电电流0.2I3～0.4I3，充电时间3h；
(15)第三阶段充电4：充电电流0.05I3～0.1I3，充电时间1h，充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
2.根据权利要求1所述的一种动力车用超级蓄电池内化成方法，其特征在于，所述步骤(1)中硫酸密度为1.23g/cm3～1.26g/cm3，酸液中加入抑氢添加剂，灌酸方式为真空灌酸或重力灌酸。
3.根据权利要求1所述的一种动力车用超级蓄电池内化成方法，其特征在于，化成过程中采用水浴降温或冷风降温，并保持电池表面温度≤35℃。
4.根据权利要求1所述的一种动力车用超级蓄电池内化成方法，其特征在于，所述化成总时间≤85h。
5.根据权利要求1所述的一种动力车用超级蓄电池内化成方法，其特征在于，步骤(15)中充电时间内完成抽酸、配组，抽酸方式采用真空抽酸。
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