CN108270044A - 一种工业电池内化成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业电池内化成工艺,属于蓄电池生产技术领域。所述工业电池内化成工艺包括:(1)以0.1C‑0.15C充电0.5‑1h,放电至终止电压;(2)以0.11C‑0.16C充电7‑10h,放电至终止电压;(3)重复步骤(2)3‑5次;(4)以0.11C‑0.16C充电7‑10h,静置0.5‑1h,放电至终止电压;(5)对电池进行补充电,并递减充电电流;(6)浮充电至电压稳定。本发明在步骤(1)的小电流充电后,进行放电处理,有效提高化成电池容量一致性及开路电压一致性,在化成充电过程中进行多次不同程度放电,稳定电池温度,降低电解液失水,同时提高转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池生产技术领域,具体涉及一种工业电池内化成工艺。
背景技术
目前市面上所说的工业电池,就是储能蓄电池,常见的工业电池主要为铅酸蓄电池。铅蓄电池已有150多年的发展历史,虽然比能量低、深循环寿命短,但由于功率特性好、自放电小、高低温性能优越、回收技术成熟和具有廉价优势,该电池目前仍然是二次电池的主流产品,销售额居二次电池之首,铅蓄电池中阀控工业电池销售额占有相当一部分比例份额。
铅酸电池在加工的后续工序需要对电池进行内化成,以激活电池极板,现有的内化成工艺一般都是对电池进行充电,然后放电,接着进行二次充电,最后经二次放电完成。传统内化成充电工艺的主要缺陷:(1)化成生产周期过长,导致生产成本过高;(2)化成过程中电池温度较高,导致极板转化效率低;(3)以12V100Ah的铅酸电池为例,传统内化成工艺时间为四天,加酸量要多一些,增加了产品成本。
申请公布号为CN 102013523 A的专利文献公开了一种铅酸电池内化成工艺,包括:A.首先对电池进行小电流适应性充电,并逐步增加充电电流。适应性充电的第一阶段的充电电流为0.1~0.13C/A,充电时间为50至80分钟;第二阶段的充电电流为0.13~0.16C/A,充电时间为110至130分钟。B.当充电电流达到设定值时进行持续的稳定充电,稳定充电的充电电流为0.17~0.19C/A,充电时间为10~14小时。C.对电池进行短时间的放电,电流为0.13~0.16C/A,放电时间为8~15分钟。D.对电池进行大电流补充充电,并且逐渐减少充电电流,大电流补充充电分三个阶段:第一阶段的充电电流为0.23~0.25C/A,充电时间为50至80分钟;第二阶段的充电电流为0.19~0.22C/A,充电时间为50至80分钟;第三阶段的充电电流为0.14~0.16C/A,充电时间为50至80分钟。E.调整电池电解液的液面高度,调整电池电解液的时间为10至20分钟。F.对电池进行调整性充电,调整性充电分两个阶段:第一阶段的充电电流为0.13~0.16C/A,充电时间为50至80分钟;第二阶段的充电电流为0.9~0.12C/A,充电时间为50至80分钟。整个化成过程中将电池的温度控制在50℃以下。该工艺能够有效的节省内化成的时间,这个过程的设计符合极板与电解液的反应规律。
虽然内化成技术工艺不断改进,化成时间大大缩短,但还是存在电池容量、开路电压一致性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业电池内化成工艺,解决现有技术中电池容量、开路电压一致性差的问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种工业电池内化成工艺,包括以下步骤:
(1)以0.1C-0.15C充电0.5-1h,放电至终止电压;
(2)以0.11C-0.16C充电7-10h,放电至终止电压;
(3)重复步骤(2)3-5次;
(4)以0.11C-0.16C充电7-10h,静置0.5-1h,放电至终止电压;
(5)对电池进行补充电,并递减充电电流;
(6)浮充电至电压稳定。
以额定容量为100Ah的电池为例,1C对应的电流为100A,0.1C-0.15C对应的电流为10A-15A。
本发明通过调整化成步骤,稳定化成过程中电池温度,避免发生因内部温度过高导致电池性能恶化的情况。
步骤(1)中,采用小电流化成,去极板表面极化,既可以减少电池产热,又可以减少充电能耗。然后进行小电流放电去极化,该步骤放电能够有效提高极板活性物质转化一致性,改善电池开路电压及电池容量一致性。
作为优选,步骤(1)中,所述放电为以0.1C-0.15C放电0.1-0.2h。
步骤(2)和(3)中,采用恒流充电和放电结合的方式,多步骤化成,在每一步充电到一定程度,适当降低电流,有利于极板活性物质转化;极化较大时开始放电,去极化,有助于下一个充电过程中极板活性物质转化。
作为优选,步骤(3)中,放电电流逐次递增。化成充电过程中进行多次不同程度放电,不仅起到降温作用,稳定化成过程中的电池温度,降低电解液失水效率,减少酸雾析出,而且提高了极板活性物质转化效率,缩短了生产周期。
作为优选,步骤(4)中,所述充电分两个阶段,第一阶段,以0.13C-0.15C充电5-8h;第二阶段:以0.11C-0.12C充电2-3h。
步骤(4)中,极板活性物质转化基本完成,电池静置进行降温,稳定电解液,然后进行电池容量检测。
作为优选,步骤(4)中,所述放电电流为0.1C。
作为优选,步骤(5)中,所述补充电的电流依次为0.16C-0.18C、0.12C-0.14C、0.06C-0.08C。
作为优选,步骤(6)中,所述浮充的电流为0.02C-0.03C。
作为优选,所述的工业电池内化成工艺,依次包括以下步骤:
(1)0.12C恒流充电0.5h,0.12C恒流放电0.1h;
(2)0.12C恒流充电0.5h,0.16C恒流充电7h,0.12C恒流放电0.1h;
(3)0.15C恒流充电8h,0.25C恒流放电0.5h;
(4)0.15C恒流充电8h,0.25C恒流放电1.5h;
(5)0.14C恒流充电6h,0.11C恒流充电2h,0.3C恒流放电2.5h;
(6)0.14C恒流充电7h,0.11C恒流充电2.5h;
(7)停止充放电,电池静置0.5h,再以0.1C恒流放电10h;
(8)0.18C恒流充电5h,0.14C恒流充电2h,0.08C恒流充电2h;
(9)0.02C恒流充电3h,抽酸,化成完成。
本发明具备的有益效果:
(1)本发明在步骤(1)的小电流充电后,进行放电处理,有效提高化成电池容量一致性和电池开路电压一致性。
(2)本发明在化成充电过程中进行多次不同程度放电,稳定电池温度,降低了电解液失水情况,改善化成工序周边环境酸雾问题。
(3)本发明在适当的步骤进行降低电流和放电处理,有利于极板活性物质转化,提高转化效率,缩短了电池化成生产周期,由原来的四天调整为三天,降低了充电量,节约电池成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
对比例1
工业电池原化成充电工艺:
第一步:恒流充电电流0.05CA 2h;
第二步:恒流充电电流0.12CA 20h;
第三步:恒流放电电流0.12CA 1h;
第四步:恒流充电电流0.12CA 20h;
第五步:恒流放电电流0.12CA 1h;
第六步:恒流充电电流0.12CA 20h;
第七步:恒流放电电流0.1CA 10h;
第八步:恒流放电电流0.1CA限压10.2V/只;
第九步:恒流充电电流0.1CA 10h;
第十步:恒流充电电流0.05CA 9h;
第十一步:恒流充电电流0.004CA 3h;
以12V100Ah为例,利用对比例1内化成工艺获得电池的一致性指标如表1所示。
表1
电池编号 | 容量(Ah) | 开路电压(V) |
1 | 105.2 | 13.19 |
2 | 103.6 | 13.15 |
3 | 109.4 | 13.21 |
4 | 111.3 | 13.29 |
5 | 102.8 | 13.14 |
6 | 108.3 | 13.19 |
7 | 103.7 | 13.15 |
8 | 113.1 | 13.29 |
9 | 111.8 | 13.32 |
10 | 109.2 | 13.21 |
实施例1
改进后的工业电池化成充电工艺,包括:
第一步(小电流去极板表面极化):恒流充电电流0.12CA 0.5h;
第二步(放电去极化):恒流放电电流0.12CA 0.1h;
第三步(转化活性物质):恒流充电电流0.12CA 0.5h;
第四步(转化活性物质):恒流充电电流0.16CA 7h;
第五步(放电去极化,转化活性物质):恒流放电电流0.12CA 0.1h;
第六步(转化活性物质):恒流充电电流0.15CA 8h;
第七步(放电去极化,转化活性物质):恒流放电电流0.25CA 0.5h;
第八步(转化活性物质):恒流充电电流0.15CA 8h;
第九步(放电去极化,转化活性物质):恒流放电电流0.25CA 1.5h;
第十步(转化活性物质):恒流充电电流0.14CA 6h;
第十一步(转化活性物质):恒流充电电流0.11CA 2h;
第十二步(放电去极化,转化活性物质):恒流放电电流0.3CA 2.5h;
第十三步(转化活性物质):恒流充电电流0.14CA 7h;
第十四步(转化活性物质):恒流充电电流0.11CA 2.5h;
第十五步(静止降温,酸液稳定):静止0.5h;
第十六步(容量检测阶段):恒流放电电流0.1CA 10h;
第十七步(回充电):恒流充电电流0.18CA 5h;
第十八步(回充电):恒流充电电流0.14CA 2h;
第十九步(回充电):恒流充电电流0.08CA 2h;
第二十步(浮充电):恒流充电电流0.02CA 3h;
抽掉电池表面酸液。
以12V100Ah为例,利用实施例1内化成工艺获得电池的一致性指标如表2所示。
表2
电池编号 | 容量(Ah) | 开路电压(V) |
1 | 108.6 | 13.234 |
2 | 108.9 | 13.251 |
3 | 108.4 | 13.253 |
4 | 108.5 | 13.254 |
5 | 108.6 | 13.251 |
6 | 108.7 | 13.247 |
7 | 108.7 | 13.245 |
8 | 108.5 | 13.243 |
9 | 108.8 | 13.244 |
10 | 108.6 | 13.246 |
由表1和表2数据比较可知,采用本发明内化成工艺获得的电池,其电池容量及开路电压的一致性显著提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种工业电池内化成工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以0.1C-0.15C充电0.5-1h,放电至终止电压;
(2)以0.11C-0.16C充电7-10h,放电至终止电压;
(3)重复步骤(2)3-5次;
(4)以0.11C-0.16C充电7-10h,静置0.5-1h,放电至终止电压;
(5)对电池进行补充电,并递减充电电流;
(6)浮充电至电压稳定。
2.如权利要求1所述的工业电池内化成工艺,其特征在于,步骤(1)中,所述放电为以0.1C-0.15C放电0.1-0.2h。
3.如权利要求1所述的工业电池内化成工艺,其特征在于,步骤(3)中,放电电流逐次递增。
4.如权利要求1所述的工业电池内化成工艺,其特征在于,步骤(4)中,所述充电分两个阶段,第一阶段,以0.13C-0.15C充电5-8h;第二阶段:以0.11C-0.12C充电2-3h。
5.如权利要求1所述的工业电池内化成工艺,其特征在于,步骤(4)中,所述放电电流为0.1C。
6.如权利要求1所述的工业电池内化成工艺,其特征在于,步骤(5)中,所述补充电的电流依次为0.16C-0.18C、0.12C-0.14C、0.06C-0.08C。
7.如权利要求1所述的工业电池内化成工艺,其特征在于,步骤(6)中,所述浮充的电流为0.02C-0.03C。
8.如权利要求1所述的工业电池内化成工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)0.12C恒流充电0.5h,0.12C恒流放电0.1h;
(2)0.12C恒流充电0.5h,0.16C恒流充电7h,0.12C恒流放电0.1h;
(3)0.15C恒流充电8h,0.25C恒流放电0.5h;
(4)0.15C恒流充电8h,0.25C恒流放电1.5h;
(5)0.14C恒流充电6h,0.11C恒流充电2h,0.3C恒流放电2.5h;
(6)0.14C恒流充电7h,0.11C恒流充电2.5h;
(7)停止充放电,电池静置0.5h,再以0.1C恒流放电10h;
(8)0.18C恒流充电5h,0.14C恒流充电2h,0.08C恒流充电2h;
(9)0.02C恒流充电3h,抽酸,化成完成。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180710 |