CN111370776A - 一种阀控式蓄电池内化成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阀控式蓄电池内化成工艺，设定内化成温度为45±1℃，然后进行三充二放充放电，三次充电过程中，当充电过程中温度高于设定温度时降低充电电流，当温度低于设定温度时提高充电电流。本发明的有益效果：(1)本申请阀控式蓄电池内化成工艺净充入电量较少、充电时间较短。(2)电池充电过程中各阶段温度一致，化成中后正极活性物质含量均匀一致，放电一致性强。(3)电池在充电末期电流根据设定温度调节，减少了充电析气对活性物质强度、隔板的破坏，提高电池寿命。同时，减少了化成过程中酸雾排出。

Description

一种阀控式蓄电池内化成工艺
技术领域
本发明涉及铅蓄电池生产技术领域，特别是涉及一种阀控式蓄电池内化成工艺。
背景技术
传统阀控式铅酸蓄电池内化成工艺化成时间基本在4-7d，在实际化成过程中电池内部温度受气温、充电电流、副反应发热、电池外部冷却措施等因素的变化而波动。
比如，公开号为CN102437380A的发明公开了一种五充四放式蓄电池内化成的方法，蓄电池为12V12Ah，它采用五次充电四次放电九阶段，按照以下步骤进行：电池加酸以后，立即将电池置于冷却水中降温，电池静置2+0.5h使硫酸浸透极板和隔板，电池降温到30℃～40℃，通电化成，化成过程中控制水温，使化成温度不高于50℃，然后开始电池的内化成，内化成过程采取变电流多次充电，每次充电完静置一段时间。
近年来，电池生产企业为提升化成效率采取大电流充电、化成中浅充浅放等方式提高生产效率，将内化成时间控制在3d以内。但化成充电阶段末期电池副反应分解水份加剧，产生大量气体、热量并带出大量酸雾，化成效率低。此状态下，气体的逸出使正极活性物质及AGM隔板强度受到破坏，影响电池使用寿命。同时，化成中产生的热量使电池内部温度急剧升高，需连续流动冷却水循环进行冷却。由于充电各个阶段化成电流不同，需及时对冷却水流量进行调整，水温波动大，电池化成温度较难控制，制得的电池放电容量一致性相对差。
比如，授权公告号为CN206742431U的实用新型公开了一种铅酸蓄电池内化成装置，包括：水浴槽；储水罐，高于水浴槽，利用重力通过进水管往水浴槽注水，调节水浴槽内的水温，所述进水管上设有电磁阀；第一温度传感器，用于检测水浴槽内的水温；回收槽，接收水浴槽的溢流水，通过上水管连接储水罐，所述上水管上设有水泵；通入回收槽的冷却水管和高压蒸汽管，管路上设有电磁阀，用于调节回收槽内的水温；第二温度传感器，用于检测回收槽内的水温。
发明内容
发明针对现有技术中存在的化成过程中因充电发热造成温度不易控制，电池放电容量一致性较差等问题，提供了一种阀控式蓄电池内化成工艺。
一种阀控式蓄电池内化成工艺，电池加酸后放入水浴化成槽中静置，然后开始内化成，设定内化成温度为45±1℃，内化成包括以下步骤：
(1)第一次充电：电池先以0.05～0.1C2A充电1～2h；然后以最大充电电流0.5～0.7C2A充电，当充入额定容量的5～5.3倍电量，转第一次放电；
(2)第一次放电：0.5C2A放电1.2h；
(3)第二次充电：充入额定容量的2.1～2.3倍电量，最大充电电流0.5～0.7C2A；
(4)第二次放电：0.5C2A放电至1.7V/单格，进行电池容量检测；
(5)第三次充电：充入额定容量的1.5倍电量，最大充电电流0.5～0.7C2A；
(6)浮充、抽酸，
三次充电过程中，当充电过程中温度高于设定温度时降低充电电流，当温度低于设定温度时提高充电电流。
优选的，电池加酸后放入水浴化成槽中静置时间为0.5～2h。
优选的，三次充电时均以最大充电电流开始充电。
优选的，三次充电时当温度高于设定温度时，电流按0.156～0.215C2A/h速度下降；当温度低于设定温度时，电流按0.102～0.169C2A/h速度升高。
优选的，步骤(6)浮充、抽酸过程为：以0.015～0.02C2A恒流充电3h，在2h起进行抽酸。
优选的，内化成过程中净充入电量为7.0～7.5倍额定容量。
优选的，内化成时每路18只电池间串联连接。更优选的，内化成温度检测使用温度传感器，每路18只电池中选取第9只电池侧边贴附设置温度传感器。
本发明的有益效果：
(1)本申请阀控式蓄电池内化成工艺净充入电量较少、充电时间较短。
(2)电池充电过程中各阶段温度一致，化成中后正极活性物质含量均匀一致，放电一致性强。
(3)电池在充电末期电流根据设定温度调节，减少了充电析气对活性物质强度、隔板的破坏，提高电池寿命。同时，减少了化成过程中酸雾排出。
具体实施方式
实施例1
6-DZF-12半成品电池共864只，加酸完电池置入水槽(水浴化成槽)中并及时通入冷却水，液面达到极板高度后停止通入冷却水；电池静置0.5h。每路18只电池间通过串联连接，且选取单路中的第9只电池侧边粘连充电设备上的温度感应探头检测电池充电温度。
设定温度45℃、电池最大电流6.0A(0.5C2A)进行化成：
一充，电池先以0.6A(0.05C2A)充电1h，然后以6.0A电流开始充电；当充电时温度达到45℃时充电电流下降，充电电流降速为1.87A/h(约0.156C2A/h，电流在1.5h内从6.0A逐步降至3.2A)；从1.5h起，电池温度低于45℃，充电电流开始回升，充电电流升速为1.33A/h(约0.111C2A/h，电流在1.8h内充电电流从3.2A升至5.6A)；此过程反复进行中。此阶段计充入60Ah(额定容量的5倍)。
一放，6.0A放电1.2h；
二充，电池以6.0A电流开始充电；当充电时温度达到45℃时充电电流下降，充电电流降速为1.88A/h(约0.157C2A/h，充电电流在1.6h内从6.0A逐步降至3.0A)；从1.6h起，电池温度低于45℃，充电电流开始回升，充电电流升速为1.22A/h(约0.102C2A/h，电流在1.8h内充电电流从3.0A升至5.2A)；此过程反复进行中阶段.此阶段计充入25.2Ah。
二放，6.0A放电至1.7V/单格，进行电池容量检测；
三充，电池以6.0A电流开始充电；当充电时温度达到45℃时充电电流下降，充电电流降速为2.2A/h(约0.183C2A/h，充电电流在1.5h内从6.0A逐步降至2.7A)；从1.5h起，电池温度下降低于45℃，充电电流开始回升，充电电流升速为1.26A/h(约0.105C2A/h，电流在1.9h内充电电流从2.7A升至5.1A)；此阶段过程反复进行中此阶段总计充入18Ah。
然后以0.18A恒流充电3h，在2h起进行抽酸。化成总充入电量103.2Ah，放出电量19.2Ah，净充入量84Ah，净充入电池额定容量的7.0倍。
经整理后共计839只配组可直接发货，其余25只做回充处理，一次配组率为97.1％。
抽取两只6-DZF-12电池，充电以恒压14.8V、限流3A连续充电8h，然后以6A放电至10.50V一个循环周期。至连续三次放电低于96min结束，分别完成557、589个寿命循环周期。
实施例2：
6-DZF-20半成品电池共1152只，加酸完电池置入水槽中并及时通入冷却水，液面达到极板高度后停止通入冷却水；电池静置2h。每路18只电池间通过串联连接，且选取单路中的第6只电池侧边粘连充电设备上的温度感应探头检测电池充电温度。
设定温度44℃、电池最大电流14.0A(0.7C2A)进行化成：
一充，电池先以2.0A(0.1C2A)充电2h，然后以14.0A电流开始充电；当充电时温度达到44℃时充电电流下降，充电电流降速为4.11A/h(约0.206C2A/h，充电电流在2.7h内从14.0A逐步降至2.9A)；从2.7h起，电池温度下降低于44℃，充电电流开始回升，充电电流升速为2.75A/h(约0.138C2A/h，在2.8h内充电电流从2.9A升至10.6A)；此过程反复进行中，此阶段计充入106Ah(额定容量的5.3倍)。
一放，10.0A放电1.2h；
二充，电池以14.0A电流开始充电；当充电时温度达到44℃时充电电流下降，充电电流降速为4.3A/h(约0.215C2A/h，充电电流在2.7h内从14.0A逐步降至2.4A)；从2.7h起，因电池温度下降低于44℃，充电电流开始回升，充电电流升速为3.07A/h(约0.154C2A/h，在3.0h内充电电流从2.4A升至11.6A)；此过程反复进行中，此阶段计充入46Ah。
二放，10.0A放电至1.7V/单格，进行电池容量检测；
三充，电池以14.0A电流开始充电；当充电时温度达到44℃时充电电流下降，充电电流降速为4.25A/h(约0.213C2A/h，充电电流在2.8h内从14.0A逐步降至2.1A)；从2.8h起，电池温度下降低于44℃，充电电流开始回升，充电电流升速为2.88A/h(约0.144C2A/h，在3.2h内充电电流从2.1A升至11.3A)；此过程反复进行，此阶段计充入30Ah。
然后以0.4A恒流充电3h，在2h起进行抽酸.化成总充入电量182Ah，放出电量32Ah，净充入量144Ah，净充入电池额定容量的7.5倍。
经整理后共计1129只配组可直接发货，其余23只做回充处理，一次配组率为98.0％。
抽取两只6-DZF-20电池，充电以恒压14.8V、限流5A连续充电8h，然后以10A放电至10.50V一个循环周期。至连续三次放电低于96min结束，分别完成467、482个寿命循环周期。
实施例3：
6-EVF-32半成品电池共864只，加酸完电池置入水槽中并及时通入冷却水，液面达到极板高度后停止通入冷却水；电池静置1h。每路18只电池间通过串联连接，且选取单路中的第12只电池侧边粘连充电设备上的温度感应探头检测电池充电温度。
设定温度46℃、电池最大电流20.0A(0.625C2A)进行化成：
一充，电池先以3.0A(0.09375C2A)充电2h，然后以20.0A电流开始充电；当充电时温度达到46℃时充电电流下降，充电电流降速为6.35A/h(约0.198C2A/h，充电电流在2.6h内从20.0A逐步降至3.5A)；从2.6h，因电池温度下降低于46℃，充电电流开始回升，充电电流升速为5.42A/h(约0.169C2A/h，在2.6h内充电电流从3.5A升至17.6A)；此过程反复进行中，此阶段计充入163.2Ah(额定容量的5.1倍)。
一放，16.0A放电1.2h；
二充，电池以20.0A电流开始充电；当充电时温度达到46℃时充电电流下降，充电电流降速为5.86A/h(约0.183C2A/h，充电电流在2.9h内从20.0A逐步降至3.0A)；从3.0A电流起，电池温度下降低于46℃，充电电流开始回升，充电电流升速为5.04A/h(约0.158C2A/h，在2.7h内充电电流从3.0A升至16.6A)；此过程反复进行中，此阶段计充入70.4Ah。
二放，16.0A放电至1.7V/单格，进行电池容量检测；
三充，电池以20.0A电流开始充电；当充电时温度达到46℃时充电电流下降，充电电流降速为5.38A/h(约0.168C2A/h，充电电流在3.2h内从20.0A逐步降至2.8A)；从2.8A电流起，因电池温度下降低于46℃，充电电流开始回升，充电电流升速为4.41A/h(约0.138C2A/h，在2.9h内充电电流从2.8A升至15.6A)；此过程反复进行中，此阶段计充入48Ah。
然后以0.6A恒流充电3h，在2h起进行抽酸。化成总充入电量281.6Ah，放出电量51.2Ah，净充入量238.8Ah，净充入电池额定容量的7.2倍。
经整理后共计841只配组可直接发货，其余23只做回充处理，一次配组率为97.3％。
抽取两只6-EVF-32电池，充电以恒压14.8V、限流7.5A连续充电8h，然后以10.7A放电至10.50V一个循环周期。至连续三次放电低于192min结束，分别完成407、423个寿命循环周期。
对比例1
6-DZF-12半成品电池共864只，按6天四充三放化成工艺进行充电，将加完酸置入水槽并通入冷却水，定期检查水槽水温，当水温高于40℃时及时通冷对却水进行降温，并根据水温及时调整循水流量，充电完成后进行抽酸。化成总充入电量146.4Ah，放出电量37.2Ah，净充入量109.2Ah，净充入电池额定容量的9.1倍。
经整理后共计739只配组可直接发货，其余125只做回充处理，一次配组率为85.5％。
抽取两只6-DZF-20电池，充电以恒压14.8V、限流5A连续充电8h，然后以10A放电至10.50V一个循环周期。至连续三次放电低于96min结束，分别完成345、367个寿命循环周期。
对比例2
6-DZF-20半成品电池共1152只，按3天8充7放化成工艺。将加完酸置入水槽并通入冷却水，定期检查水槽水温，当水温高于40℃时及时通冷对却水进行降温，并根据水温及时调整循水流量，充电完成后进行抽酸。化成总充入电量242Ah，放出电量61Ah，净充入量182Ah，净充入电池额定容量的9.05倍。
经整理后共计964只配组可直接发货，其余208只做回充处理，一次配组率为83.7％。
抽取两只6-DZF-20电池，充电以恒压14.8V、限流5A连续充电8h，然后以10A放电至10.50V一个循环周期。至连续三次放电低于96min结束，分别完成333、342个寿命循环周期。
对比例3
6-EVF-32半成品电池共864只，按2天7充6放化成工艺。将加完酸置入水槽并通入冷却水，定期检查水槽水温，当水温高于40℃时及时通冷对却水进行降温，并根据水温及时调整循水流量，充电完成后进行抽酸。化成总充入电量363Ah，放出电量91.5Ah，净充入量238.8Ah，净充入电池额定容量的8.48倍。
经整理后共计685只配组可直接发货，其余179只做回充处理，一次配组率为79.3％。
抽取两只6-EVF-32电池，充电以恒压14.8V、限流7.5A连续充电8h，然后以10.7A放电至10.50V一个循环周期。至连续三次放电低于192min结束，分别完成297、309个寿命循环周期。

Claims (8)

1.一种阀控式蓄电池内化成工艺，电池加酸后放入水浴化成槽中静置，然后开始内化成，其特征在于，设定内化成温度为45±1℃，内化成包括以下步骤：
(1)第一次充电：电池先以0.05～0.1C2A充电1～2h；然后以最大充电电流0.5～0.7C2A充电，当充入额定容量的5～5.3倍电量，转第一次放电；
(2)第一次放电：0.5C2A放电1.2h；
(3)第二次充电：充入额定容量的2.1～2.3倍电量，最大充电电流0.5～0.7C2A；
(4)第二次放电：0.5C2A放电至1.7V/单格，进行电池容量检测；
(5)第三次充电：充入额定容量的1.5倍电量，最大充电电流0.5～0.7C2A；
(6)浮充、抽酸，
三次充电过程中，当充电过程中温度高于设定温度时降低充电电流，当温度低于设定温度时提高充电电流。
2.如权利要求1所述的阀控式蓄电池内化成工艺，其特征在于，电池加酸后放入水浴化成槽中静置时间为0.5～2h。
3.如权利要求1所述的阀控式蓄电池内化成工艺，其特征在于，三次充电时均以最大充电电流开始充电。
4.如权利要求3所述的阀控式蓄电池内化成工艺，其特征在于，三次充电时当温度高于设定温度时，电流按0.156～0.215C2A/h速度下降；当温度低于设定温度时，电流按0.102～0.169C2A/h速度升高。
5.如权利要求1所述的阀控式蓄电池内化成工艺，其特征在于，步骤(6)浮充、抽酸过程为：以0.015～0.02C2A恒流充电3h，在2h起进行抽酸。
6.如权利要求1所述的阀控式蓄电池内化成工艺，其特征在于，内化成过程中净充入电量为7.0～7.5倍额定容量。
7.如权利要求1所述的阀控式蓄电池内化成工艺，其特征在于，内化成时每路18只电池间串联连接。
8.如权利要求7所述的阀控式蓄电池内化成工艺，其特征在于，内化成温度检测使用温度传感器，每路18只电池中选取第9只电池侧边贴附设置温度传感器。
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