CN109216811B - 一种铅蓄电池的内化成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅蓄电池的内化成工艺，涉及铅蓄电池生产技术领域。所述内化成工艺包括：(1)采用小电流充电，并逐步增加电流密度，电压达到2.75V/单格，再以0.7C‑1C放电至达到1.95V/单格；(2)以电流递减的方式恒流充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再以0.7C‑1C放电至达到1.95V/单格，重复2‑3次；(3)以电流递减的方式恒流充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再进行容量检测；(4)以电流递减的方式恒流补充电，再浮充电至电压稳定。本发明提供的内化成工艺调整每一阶段充放电电流和时间，减少了充放电次数，化成生产周期由原来的三天缩短至两天，减少了充电量，节约能耗。

Description

一种铅蓄电池的内化成工艺
技术领域
本发明涉及铅蓄电池生产技术领域，具体涉及一种铅蓄电池的内化成工艺。
背景技术
铅酸蓄电池是电池中的一种，属于二次电池，因具有价格低廉、质量可靠、大电流放电优秀、维护简便、使用寿命长等特点被应用于各行各业。蓄电池是一种将化学能直接转化成电能的装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出。
在蓄电池的制造过程中，需要通过一定的充放电方式将极板内部正负极物质激活，转变为荷电状态，这个化学反应过程称为化成工艺过程。通过化成既可使极板生成具有较高活性的物质，又可使得到的活性物质有一个适当的微观结构，使晶体之间有较好的接触从而保证极板具有高的比特性和长的充放电寿命，从而改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能。
电池内化成是将生极板装配蓄电池，装配完成后，加入稀硫酸，充电化成，使生极板的成分转化为正负极板物质。目前化成工艺多采用实验和经验的方式得出，一般是采用恒流多次充电、放电直至化成结束。
现有技术中，针对型号为6-DZM-12内化成电池，常用的化成方式为7次充电、6次放电的三天化成工艺，具体为：组装电池先静置0.5h，第一次充电：0.14C充电3h，0.23C充电10h；第一次放电：0.33C放电0.3h；第二次充电：0.23C充电4.8h；第二次放电：0.42C放电0.25h；第三次充电：0.23C充电4.8h；第三次放电：0.42C放电0.45h；第四次充电：0.23C充电4.2h；第四次放电：0.42C放电0.65h；第五次充电：0.24C充电4.2h；第五次放电：0.42C放电1.4h；第六次充电：0.24C充电5.5h，0.21C充电5.5h，0.13C充电2h；静置1h；第六次放电：0.5C放电2.05h；第七次充电：0.25C充电4h，0.18C充电4h，0.11C充电4h，0.02C充电4h。采用上述工艺总化成时间为67.6h，净充电量为116Ah。
化成电量、化成电流、化成制度、化成温度等因素影响电池性能、电池生产效率及能耗问题，因此，随着充放电设备的不断发展，各生产厂家也在不断优化内化成工艺，保证电池性能的前提下，缩短生产周期，从而提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铅蓄电池的内化成工艺，以缩短化成时间，提高生产效率；降低净充电量，节省能耗。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铅蓄电池的内化成工艺，包括以下步骤：
(1)充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再以0.7C-1C放电至达到1.95V/单格；
(2)以电流递减的方式恒流充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再以0.7C-1C放电至达到1.95V/单格；
(3)重复步骤(2)2-3次；
(4)以电流递减的方式恒流充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再进行容量检测；
(5)以电流递减的方式恒流补充电，再浮充电至电压稳定。
以额定容量为12Ah的电池为例，1C对应的电流为12A，0.7C-1C对应的电流为8.4A-12A。
本发明通过调整化成步骤，每一步充电完成后，利用大电流放电工艺，一方面稳定化成过程中电池温度，另一方面提高充电接受能力，不仅增强下一步充电对生极板中正负极物质的活性转化，而且有效缩短了电池化成时间。
作为优选，待化成的铅蓄电池加酸后置于冷水浴中进行内化成工艺。待化成电池加酸后，电池内部酸碱反应会产生大量热量，冷水浴能够快速吸热，避免电池内部因温度过高影响活性物质结构。冷水浴温度为0～15℃。
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。然后采用大电流放电，提高电池充电接受能力，减少此阶段耗时，提升生产效率。
作为优选，步骤(1)中，充电分三个阶段进行，第一阶段：以0.06C-0.1C充电0.5h，第二阶段：以0.2C-0.25C充电2h，第三阶段：以0.25C-0.30C充电7.5h。
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。
作为优选，步骤(2)中，恒流充电分三个阶段进行，第一阶段：以0.4C-0.5C充电0.4h-0.7h，第二阶段：以0.25C-0.30C充电0.6h-2.5h，第三阶段：0.15C-0.20C充电0.6h-0.7h。
在每一步充电起始由于电池充电接受能力较大，采用较大电流0.4C-0.5C充电，利于活性物质转化均匀，减少充电时间，提升生产效率，当充电到一定程度，适当降低电流，稳定电池温度。然后在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，本发明采用大电流0.7C-1C放电，提高电池充电接受能力，减少此阶段耗时，提升生产效率。
本发明试验测试表明，重复3次步骤(2)充放电，已达到化成效果。
作为优选，步骤(4)中，恒流充电分三个阶段进行，第一阶段：0.4C-0.5C充电0.75h，第二阶段：0.25C-0.30C充电13h，第三阶段：0.2C-0.23C充电3h。
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。容量检测采用的电流为0.1C-0.5C。
作为优选，步骤(5)中，补充电分三个阶段进行，第一阶段：0.4C-0.5C充电2.25h，第二阶段：0.2C-0.25C充电2h，第三阶段：0.15C-0.18C充电2h。
作为优选，步骤(5)中，浮充电采用的电流为0.01C-0.03C。
作为优选，所述内化成工艺依次包括以下步骤：
(1)0.08C恒流充电0.5h、0.21C恒流充电2h、0.27C恒流充电7.5h，0.83C恒流放电0.2h；
(2)0.42C恒流充电0.43h、0.27C恒流充电0.67h、0.17C恒流充电0.67h，0.83C恒流放电0.25h；
(3)0.42C恒流充电0.53h、0.27C恒流充电0.67h、0.17C恒流充电0.67h，0.83C恒流放电0.32h；
(4)0.42C恒流充电0.67h、0.27C恒流充电2.5h、0.17C恒流充电0.67h，0.83C恒流放电0.37h；
(5)0.42C恒流充电0.75h、0.29C恒流充电5.5h、0.28C恒流充电7.5h、0.21C恒流充电3h，0.5C恒流放电2.05h；
(6)0.42C恒流充电2.25h、0.25C恒流充电2h、0.17C恒流充电2h；
(7)0.03C恒流充电3h，抽酸，化成结束。
本发明具备的有益效果：
(1)本发明在化成初期，采用小电流充电，逐步增加电流密度，避免因电池内部温度骤升对电池性能造成影响。
(2)化成中期，采用恒流充电与大电流放电结合的方式，多步骤化成，每一步充电起始采用较大电流，当充电到一定程度，逐渐降低电流密度，有利于极板活性物质转化，减少充电时间；在极化较大时开始大电流放电，去极化，提高充电接受能力，减少此阶段耗时。
(3)相较于原来的三天化成工艺，本发明提供的内化成工艺调整每一阶段充放电电流和时间，减少了充放电次数，化成生产周期由原来的三天缩短至两天，减少了充电量，节约能耗。
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。
实施例1
6-DZM-12电池
6-DZM-12电池组装完成后，采用真空加酸机自动加酸，酸液温度为5℃，加酸后置于10℃冷却水中，静置1h。连接充电设备，按照表1工艺进行内化成，水温控制在40℃以下。
表1
Figure BDA0001795928610000041
Figure BDA0001795928610000051
采用表1的两天工艺，6次充电，5次放电，化成时间为46.6h，化成电量为108AH。
对化成后的电池进行电化学性能测试，结果如表2所示。
表2
Figure BDA0001795928610000052
Figure BDA0001795928610000061
表2中对照是指采用背景技术中记载的三天工艺化成的6-DZM-12电池。
从表2数据可以看出，本实施例提供的两天工艺有效缩短化成时间，提升生产效率，从开路电压、初期容量、循环性能对比来看电池性能稳定，活性物质转化程度较为适宜，有效避免生产过程因充电时间过长导致过充现象，对电池循环性能有增进作用。

Claims (4)

1.一种铅蓄电池的内化成工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再以0.7C-1C放电至达到1.95V/单格；
(2)以电流递减的方式恒流充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再以0.7C-1C放电至达到1.95V/单格；
(3)重复步骤(2)2-3次；
(4)以电流递减的方式恒流充电至铅蓄电池电压达到2.75V/单格，再进行容量检测；
(5)以电流递减的方式恒流补充电，再浮充电至电压稳定；
步骤(1)中，充电分三个阶段进行，第一阶段：以0.06C-0.1C充电0.5h，第二阶段：以0.2C-0.25C充电2h，第三阶段：以0.25C-0.30C充电7.5h；
步骤(2)中，恒流充电分三个阶段进行，第一阶段：以0.4C-0.5C充电0.4h-0.7h，第二阶段：以0.25C-0.30C充电0.6h-2.5h，第三阶段：0.15C-0.20C充电0.6h-0.7h；
步骤(4)中，恒流充电分三个阶段进行，第一阶段：0.4C-0.5C充电0.75h，第二阶段：0.25C-0.30C充电13h，第三阶段：0.2C-0.23C充电3h；
步骤(5)中，补充电分三个阶段进行，第一阶段：0.4C-0.5C充电2.25h，第二阶段：0.2C-0.25C充电2h，第三阶段：0.15C-0.18C充电2h。
2.如权利要求1所述的内化成工艺，其特征在于，待化成的铅蓄电池加酸后置于冷水浴中进行内化成工艺。
3.如权利要求1所述的内化成工艺，其特征在于，步骤(4)中，容量检测采用的电流为0.1C-0.5C。
4.如权利要求1所述的内化成工艺，其特征在于，步骤(5)中，浮充电采用的电流为0.01C-0.03C。
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