CN113725401A - 一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池化成领域，针对化成时间长、化成过程电池温度偏高及活性物质结果被破坏的问题，提供一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，包括静置阶段和化成阶段，所述化成阶段包括以下步骤：S1重复恒流充电、静置的步骤若干次，总时间为30‑40h；S2恒流放电至每只电池电压为9‑10V/只；S3恒流充电、静置。本方法化成后的电池正极板化成均匀、化成时间短、化成温度适宜，且活性物质结构不会被破坏。
Description
技术领域
本发明涉及电池化成领域，尤其是涉及一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法。
背景技术
化成是铅酸蓄电池制造中十分关键的一道工序，其化成过程的好坏直接影响到铅酸蓄电池的性能及使用寿命。即使是同配方、同工艺、同批次的铅酸蓄电池，在化成过程中采用不同的电流与不同的化成时间也会导致活性物质的颗粒大小与排列形式的变化。
现有动力型AGM阀控铅酸蓄电池通常采用三充两放、四充三放的内化成工艺，该工艺能够保证AGM电池的正极板化成均匀，活性物质充分转换。但是化成过程中大量电量用于水的电解，造成大量能源损耗，增加电池生产成本，增加化成过程中的水分损失，加上电池在频繁的放电会破坏使α-PbO2骨架结构，使很多骨架结构变为β-PbO2，这不利用电池的寿命，会影响电池使用性能。中国专利公布号CN107528099A公开了一种快充铅蓄电池的化成方法，中国专利公布号CN104300179A公开了一种阀控式铅蓄电池内化成工艺，中国专利公布号CN109659638A公开了一种大电流化成工艺，目前公司很多化成设备输入电流均在5A以下，因此大电流的工艺无法满足批量使用。虽然上述专利都公开了铅蓄电池化成方法的技术方案，但是上述三种化成方法都存在化成时间长，化成过程电池温度偏高，工艺中均存在频繁放电步骤，不可避免的造成活性物质结构被破坏，最终会造成电池寿命缩短的现象。据此需要一种理想的解决方法。
发明内容
本发明为了克服化成时间长、化成过程电池温度偏高及活性物质结果被破坏的问题，提供一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，电池正极板化成均匀、化成时间短、化成温度适宜，且活性物质结构不会被破坏。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，包括静置阶段和化成阶段，其特征在于，所述化成阶段包括以下步骤：
S1重复恒流充电、静置的步骤若干次，总时间为30-40h；
S2恒流放电至每只电池电压为9-10V/只；
S3恒流充电、静置。
步骤S2放电阶段为电池容量检测与电池配组放电阶段，步骤S3充电阶段为电池放电后补充电容量恢复阶段。
作为优选，所述静置阶段为：将电解液注入电池，将电池在水浴中静置0.3-1小时，水浴槽温度控制在15℃以下。化成过程确保电池温度在20-50℃之间。
作为优选，步骤S1中第一次充电阶段充入电量为额定容量的2-4倍。可以确保前期的板栅腐蚀层生成，保证极板电阻低，增强板栅与活性物质的结合力。
作为优选，步骤S1中第一次之后的充电阶段，每阶段充入电量是额定电量的1.5-3倍。充电和静置交替进行减小了电池化成过程的极化有效提高了充电效率，使充电电量几乎全部用于活性物质转化，减少失水的发生。
作为优选，步骤S1所述重复若干次为重复3-4次。经过4-5次充电和静置，通过监测电池电压数据基本不发生变化可以判定此时电池已经化成完全，同时也解决了电池正极板白斑的现象，容检前电池没有经历放电处理，活性物质中以骨架结构存在的α-PbO2成分较多，这对后期电池循环寿命提升有很大作用。
作为优选，步骤S1具体的操作为：
S11以0.02～0.15C2恒流充电0.5-3h，接着以0.2～0.3C2恒流充电8-15h，第1次静置0.5-1h；S12以0.2～0.3C2恒流充电5-8h，第2次静置0.5-1.5h；
S13以0.2～0.3C2恒流充电4-7h，第3次静置0.5-1.5h；
S14以0.2～0.25C2恒流充电4-7h，第4次静置0.5-1.5h；
S15以0.1～0.25C2恒流充电2-4h，第5次静置0.5-1.5h。
作为优选，步骤S3具体的操作为：
S31以0.2～0.25C2恒流充电5-9h，接着以0.2～0.25C2恒流充电3-5h；
S32静置0.5-1.5h；
S33以0.01～0.04C2恒流充电2-4h后进行抽酸。
因此，本发明的有益效果为：
(1)本发明在放电容量检测与配组放电之前总化成时间为30-40h，只有充电没有放电，总充电量为额定容量的5-7倍，减少了充电电量与化成时间；
(2)提高了活物中α-PbO2成分含量，其骨架结构较为完整，能有效延长电池使用寿命；
(3)降低电池生产成本，提高生产效率，提高电池在市场上的竞争力。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，具体实施如下：
a)静置阶段：将电解液注入到电池后，将电池在水浴中静置1小时；
水浴槽温度控制在15℃以下，整个化成阶段确保电池温度在20-50℃之间。
b)化成阶段：
b1:以0.4A(电动车电池容量C2＝20Ah，因此电流I＝0.02C2＝0.02*20＝0.4A)恒流充电0.5h，接着以5A恒流充电14h，第1次静置1h；
b2:以5A恒流充电6h，第2次静置1h；
b3:以5A恒流充电5h，第3次静置1h；
b4:以5A恒流充电5h，第4次静置0.5h；
b5:以4A恒流充电3h，第5次静置0.5h；
b6:以7.5A恒流放电至每只电池电压为9-10V/只；
b7:以5A恒流充电5h，接着以4A恒流充电3h；
b8:第6次静置1h；
b9:以0.6A恒流充电2h后进行抽酸。
实施例2
一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，具体实施如下：
a)静置阶段：将电解液注入到电池后，将电池在水浴中静置1小时；
b)化成阶段：
b1:以0.4A恒流充电0.5h，接着以4A恒流充电15h，第1次静置0.5h；
b2:以4A恒流充电8h，第2次静置0.5h；
b3:以4A恒流充电7h，第3次静置0.5h；
b4:以4A恒流充电5h，第4次静置0.5h；
b5:以4A恒流充电4h，第5次静置1h；
b6:以7.5A恒流放电至每只电池电压为9-10V/只；
b7:以4A恒流充电8h，接着以4A恒流充电4h；
b8:第6次静置1h；
b9:以0.6A恒流充电4h后进行抽酸。
水浴槽温度控制在15℃以下，整个化成阶段确保电池温度在20-50℃之间。
对比例
采用现有技术化成工艺，将胶体电解液注入到电池后，按下表工艺进行化成处理。
**表格中所列电流为换算后的等效电流。
实施例1中化成时间为51小时，总充电量为200.4A·h；实施例2中化成时间为62小时，总充电量为206.6A·h；对比例中化成时间为72.1小时，总充电量为200.9A·h。
由上述比较可以得知，本发明的动力型铅蓄电池化成工艺能够大幅减少电池充电电量与化成时间，增加电池有效充入电量，降低电池生产成本，提高生产效率，整个化成过程中以静置方式去极化，可以确保活性物质中以骨架结构存在的α-PbO2成分较多，经X射线衍射仪(X-ray diffraction)测试活物中α-PbO2成分高出10％左右，这对后期电池循环寿命提升有很大作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，包括静置阶段和化成阶段，其特征在于，所述化成阶段包括以下步骤：
S1重复恒流充电、静置的步骤若干次，总时间为30-40h；
S2恒流放电至每只电池电压为9-10V/只；
S3恒流充电、静置。
2.根据权利要求1所述的一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，其特征在于，所述静置阶段为：将电解液注入电池，将电池在水浴中静置0.3-1小时，水浴槽温度控制在15℃以下。
3.根据权利要求1所述的一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，其特征在于，步骤S1中第一次充电阶段充入电量为额定容量的2-4倍。
4.根据权利要求1所述的一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，其特征在于，步骤S1中第一次之后的充电阶段，每阶段充入电量是额定电量的1.5-3倍。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，其特征在于，步骤S1所述重复若干次为重复3-4次。
6.根据权利要求1所述的一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，其特征在于，步骤S1具体的操作为：
S11以0.02～0.15C2恒流充电0.5-3h，接着以0.2～0.3C2恒流充电8-15h，第1次静置0.5-1h；
S12以0.2～0.3C2恒流充电5-8h，第2次静置0.5-1.5h；
S13以0.2～0.3C2恒流充电4-7h，第3次静置0.5-1.5h；
S14以0.2～0.25C2恒流充电4-7h，第4次静置0.5-1.5h；
S15以0.1～0.25C2恒流充电2-4h，第5次静置0.5-1.5h。
7.根据权利要求1所述的一种长寿命的铅酸蓄电池正极板化成方法，其特征在于，步骤S3具体的操作为：
S31以0.2～0.25C2恒流充电5-9h，接着以0.2～0.25C2恒流充电3-5h；
S32静置0.5-1.5h；
S33以0.01～0.04C2恒流充电2-4h后进行抽酸。
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