CN112331943B - 动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力电池领域，公开了一种动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，化成阶段采用不同大电流进行表层化成阶段、中层化成阶段、最外层化成阶段，进行充分发生电化学反应。使正极板生成更多的二氧化铅，负极生成更多的金属海绵状铅。同时增加首步静置使酸液渗透均匀，表层和中层化成阶段后分别采用大电流放电，消除极化电压，降低内阻，使酸液再次渗透均匀，使电池内部活性物质更好转化反应。筛选配组阶段监测低电压、压降快、电池发热三重筛选，最终挑出不良电池。优化了化成阶段电解液渗透困难、极板化成不均匀、PbO2含量不一致情况，总化成时间为57h左右，生产效率提升10%左右，充电倍率7‑8倍，满足化成性能要求。

Description

动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺
技术领域
本发明涉及蓄电池领域，特别涉及一种动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺。
背景技术
电动汽车以其轻捷、方便、价格低廉等优势，在国内市场深受广大消费者的欢迎。铅蓄电池因性价比高、功率特性好，自放电小，价格便宜，近年来在电动汽车中得到了全面推广。目前，蓄电池的制造过程充电化成工序，充放电化成总时间在67h左右，第一阶段化成时间为39h左右，其第二阶段容检以及充电浮充阶段18h左右，占整个充放电化成时间过程的1/4的时间。容检放电到10.5V，目的为了相近容量的电池配组，以及挑出低电压异常电池。
通常情况下，在化成工序中会出现电解液渗透困难、极板化成不均匀、PbO2含量不一致的技术问题，在容检以及充电浮充阶段时间较长，生产效率低下。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，优化了化成阶段电解液渗透困难、极板化成不均匀、PbO2含量不一致情况，缩短了容检以及充电浮充阶段的时间，提高了生产效率。
技术方案：本发明提供了一种动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，其特征在于，包括化成阶段和筛选配组阶段，所述化成阶段包括：
化成静置：电池加酸后静置0.5-1.5h，使酸液渗透均匀；
表层化成
充电：以1.6-2.0C电流充电9-11h；
充电：以1.4-1.8C电流充电15-17h；
表层化成后放电：以0.3-0.5C电流放电0.5-1.5h，消除极化电压，同时使酸液渗透均匀；
中层化成
充电：以1.8-2.0C电流充电1.5-2.5h；
充电：以1.6-1.8C电流充电9-11h；
中层化成后放电：以1.9-2.1C电流放电9-11min，使酸液渗透均匀；
最外层化成
充电：以1.4-1.6C电流充电7-9h；
充电：以0.03-0.05C电流充电3-5h，浮充电压15.7-16V以上抽酸；
所述筛选配组阶段包括：
筛选配组静置：静置5-15min；
小电流浮充：以0.03-0.05C电流充电3-5h，监测电压值15.5-15.8V；
大电流放电：以0.4-0.6C电流放电20-40min，根据电压值分档配组；
补充电：以1.9-2.1C电流充电20-40min。
优选地，以板栅筋条表面为基准，在所述表层化成阶段，化成深度为板栅总厚度的28~32%；在所述中层化成阶段，化成厚度为板栅总厚度的60~70%；在所述最外层化成阶段，化成厚度为板栅总厚度的100%。
优选地，在所述小电流浮充阶段，一次标记电压值低于15.5V的异常电池。
优选地，在所述大电流放电阶段，二次标记经过所述一次标记的异常电池中电压呈陡坡式下降的异常电池。根据电压曲线判断，若电压呈陡坡式下降，则对其进行二次标记。
优选地，在所述补充电阶段，三次标记经过所述二次标记的异常电池中内部短路电压低于15.5v且电池发热量较大的异常电池，并挑出经过三次标记的不良电池。
优选地，通过红外线热成像的方法判断所述内部短路电压上不来且电池发热量较大的异常电池。
有益效果：本发明采用上述动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，适用于动力电池系列，第一阶段为化成阶段，采用不同大电流进行表层化成阶段、中层化成阶段、最外层化成阶段，进行充分发生电化学反应。使正极板生成更多的二氧化铅，负极生成更多的金属海绵状铅。同时增加首步静置使酸液渗透均匀，表层化成和中层化成阶段后分别采用大电流放电，消除极化电压，降低内阻，使酸液再次渗透均匀，使电池内部活性物质更好转化反应。第二阶段为筛选配组阶段，监测低电压、压降快、电池发热三重筛选，最终挑出不良电池。本工艺总化成时间为57h左右，生产效率提升10%左右，充电倍率7-8倍，满足化成性能要求。优化了化成阶段电解液渗透困难、极板化成不均匀、PbO2含量不一致情况，缩短了容检以及充电浮充阶段的时间，提高了生产效率。
附图说明
图1为板栅化成顺序示意图；
图2为对异常电池的内部发热量进行红外线热成像的图片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的介绍。
实施方式1：
以12V100Ah动力铅蓄电池为例，化成、筛选配组工艺如下
第一阶段：化成阶段
化成静置：电池加酸静置1h，使液渗透均匀；
表层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的30%，见图1）
充电：以18A充电10h
充电：以16A充电16h
表层化成后放电：以40A放电1h，消除极化电压，同时使酸液渗透均匀
中层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的60%，见图1）
充电：以19A充电2h
充电：以17A充电10h
中层化成后放电：以20A放电10min，使酸液渗透均匀
最外层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的100%，见图1）
充电：以15A充电8h
充电：以4A充电4h，浮充电压16V以上抽酸
第二阶段：筛选配组阶段
筛选配组静置：10min；
小电流浮充：以4A充电4h，监测电压值是否在15.5-15.8V之间；对监测到电压值在15.8V以下的异常电池做一次标记；
大电流放电：以50A放电30min，根据电压值分档配组，同时监测经过一次标记的异常电池的电压是否下降太快，对下降太快（如根据电压曲线判断，若电压呈陡坡式下降，则是下降太快）的异常电池进行二次标记确认。
补充电：以20A充电30min，通过红外线热成像的方法，对经过二次标记的异常电池中内部短路电压低于15.5v且电池发热量较大（见图2，图片的右侧单格温度26.6℃明显高于其他单格，电池存在异常，挑出不良电池）的异常电池进行三次标记确认，最终挑出经过三次标记的不良电池。
随机挑出5只12V100Ah动力铅蓄电池进行成组性能检测，见下表1
表1：12V100Ah成组性能检测结果
Figure DEST_PATH_IMAGE002
性能检测符合国标要求，与常规工艺对比循环寿命有所提升。
实施方式2：
以12V100Ah动力铅蓄电池为例，化成、筛选配组工艺如下
第一阶段：化成阶段
化成静置：电池加酸静置1h，使液渗透均匀；
表层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的30%，见图1）
充电：以17A充电10h
充电：以15A充电16h
表层化成后放电：以39A放电1h，消除极化电压，同时使酸液渗透均匀
中层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的60%，见图1）
充电：以18A充电2h
充电：以16A充电10h
中层化成后放电：以20A放电10min，使酸液渗透均匀
最外层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的100%，见图1）
充电：以15.2A充电8h
充电：以4.4A充电4h，浮充电压16V以上抽酸
第二阶段：筛选配组阶段
筛选配组静置：10min；
小电流浮充：以4.1A充电4h，监测电压值是否在15.5-15.8V之间；对监测到电压值在15.8V以下的异常电池做一次标记；
大电流放电：以51A放电30min，根据电压值分档配组，同时监测经过一次标记的异常电池的电压是否下降太快，对下降太快（如根据电压曲线判断，若电压呈陡坡式下降，则是下降太快）的异常电池进行二次标记确认。
补充电：以21A充电30min，通过红外线热成像的方法，对经过二次标记的异常电池中内部短路电压低于15.5v且电池发热量较大（见图2，图片的右侧单格温度26.6℃明显高于其他单格，电池存在异常，挑出不良电池）的异常电池进行三次标记确认，最终挑出经过三次标记的不良电池。
随机挑出5只12V100Ah动力铅蓄电池进行成组性能检测，见下表21
表2：12V100Ah成组性能检测结果
Figure DEST_PATH_IMAGE004
性能检测符合国标要求，与常规工艺对比循环寿命有所提升。
实施方式3：
以12V100Ah动力铅蓄电池为例，化成、筛选配组工艺如下
第一阶段：化成阶段
化成静置：电池加酸静置1h，使液渗透均匀；
表层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的30%，见图1）
充电：以17.5A充电10h
充电：以15.8A充电16h
表层化成后放电：以41A放电1h，消除极化电压，同时使酸液渗透均匀
中层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的60%，见图1）
充电：以18.5A充电2h
充电：以16.9A充电10h
中层化成后放电：以20A放电10min，使酸液渗透均匀
最外层化成（以板栅筋条表面为基准，此阶段化成深度为板栅总厚度的100%，见图1）
充电：以15.3A充电8h
充电：以4.2A充电4h，浮充电压16V以上抽酸
第二阶段：筛选配组阶段
筛选配组静置：10min；
小电流浮充：以4.2A充电4h，监测电压值是否在15.5-15.8V之间；对监测到电压值在15.8V以下的异常电池做一次标记；
大电流放电：以53A放电30min，根据电压值分档配组，同时监测经过一次标记的异常电池的电压是否下降太快，对下降太快（如根据电压曲线判断，若电压呈陡坡式下降，则是下降太快）的异常电池进行二次标记确认。
补充电：以20A充电30min，通过红外线热成像的方法，对经过二次标记的异常电池中内部短路电压低于15.5v且电池发热量较大（见图2，图片的右侧单格温度26.6℃明显高于其他单格，电池存在异常，挑出不良电池）的异常电池进行三次标记确认，最终挑出经过三次标记的不良电池。
随机挑出5只12V100Ah动力铅蓄电池进行成组性能检测，见下表2
表3：12V100Ah成组性能检测结果
Figure DEST_PATH_IMAGE006
性能检测符合国标要求，与常规工艺对比循环寿命有所提升。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，其特征在于，包括化成阶段和筛选配组阶段，所述化成阶段包括：
化成静置：电池加酸后静置0.5-1.5h，使酸液渗透均匀；
表层化成
充电：以1.6-2.0C电流充电9-11h；
充电：以1.4-1.8C电流充电15-17h；
表层化成后放电：以0.3-0.5C电流放电0.5-1.5h，消除极化电压，同时使酸液渗透均匀；
中层化成
充电：以1.8-2.0C电流充电1.5-2.5h；
充电：以1.6-1.8C电流充电9-11h；
中层化成后放电：以1.9-2.1C电流放电9-11min，使酸液渗透均匀；
最外层化成
充电：以1.4-1.6C电流充电7-9h；
充电：以0.03-0.05C电流充电3-5h，浮充电压15.7-16V抽酸；
所述筛选配组阶段包括：
筛选配组静置：静置5-15min；
小电流浮充：以0.03-0.05C电流充电3-5h，监测电压值是否在15.5-15.8V之间；
大电流放电：以0.4-0.6C电流放电20-40min，根据电压值分档配组；
补充电：以1.9-2.1C电流充电20-40min；
以板栅筋条表面为基准，在所述表层化成阶段，化成深度为板栅总厚度的28~32%；在所述中层化成阶段，化成厚度为板栅总厚度的60~70%；在所述最外层化成阶段，化成厚度为板栅总厚度的100%。
2.根据权利要求1所述的动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，其特征在于，在所述小电流浮充阶段，一次标记电压值低于15.5V的异常电池。
3.根据权利要求2所述的动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，其特征在于，在所述大电流放电阶段，二次标记经过所述一次标记的异常电池中电压呈陡坡式下降的异常电池。
4.根据权利要求3所述的动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，其特征在于，在所述补充电阶段，三次标记经过所述二次标记的异常电池中内部短路电压低于15.5v且电池发热量较大的异常电池，并挑出经过三次标记的不良电池。
5.根据权利要求4所述的动力铅蓄电池化成、筛选配组工艺，其特征在于，通过红外线热成像的方法判断所述内部短路电压上不来且电池发热量较大的异常电池。
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