CN115832480A - 一种大功率锌银蓄电池充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于蓄电池充电技术领域，具体涉及一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，包括：1)对新制成的单体电池，先消除高波电压后，充电至充电电压为1.90V时截止；2)对使用后的单体电池，使用前直接充电至充电电压≤1.90V，采用本发明的充电控制方法，能够提高单体电池输出电压约0.05V～0.08V，输出功率提高约3％～7％，同时还可以缩短电池充电时间60％～70％，并且应用于生产过程中的化成环节，不仅提高化成设备的利用率，还提高制造部门的生产能力。

Description

一种大功率锌银蓄电池充电控制方法

技术领域

本发明属于蓄电池充电技术领域，具体涉及一种大功率锌银蓄电池充电控制方法。

背景技术

部分锌银蓄电池对外供电形式为纯脉冲放电型，容量需求非常少，但要求具备大功率输出能力，通常可以通过四个方面措施解决：一方面通过降低放电电流密度以提高输出电压，减小电池内阻消耗的电压；另一方面采取银电极活性物质设计过量，改善银电极导电性能；另外就是调整锌电极混合锌粉比例，同样可以改善锌电极性能；最后一种是增加电池组中单体电池个数，以提高电池组输出电压。

目前的通用方法虽然可以在一定程度上提高电池输出功率，但是一方面导致材料成本增加，降低了电池重量比能量，另一方面，不管是生产还是使用，充电时间比较长，导致时间成本增加，另外，如果电池组中单体电池数量太多，意味着电池组开路电压会上升，而且供电设备中部分元器件还不能承受高电压情况，这可能会导致该元器件损坏，这是电池使用方不能接受的，所以通常对电池组开路电压上限进行了明确规定。

虽然本申请人前期研究中也对锌银蓄电池的充电控制进行了研究，比如申请号为CN202111122851.X的专利主要解决实际输出容量小于理论容量的问题；申请号为202110995821.3的专利主要解决锌银蓄电池不能满足多周次多状态的使用要求以及电池长时间存放出现内部发生钝化充入容量偏低问题。

申请号为CN201510530363.0的专利则通过合理控制充电时间及充电电流，有效减少银电池“两坪段特性”的时间分布差异，能较好的缩短17个锌银电池的充电时间。

由此可见，目前对于提高单体电池输出电压和输出功率的研究还处于空白。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种大功率锌银蓄电池充电控制方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，包括：1)对新制成的单体电池，先消除高波电压后，充电至充电电压为1.90V时截止；2)对使用后的单体电池，使用前直接充电至充电电压≤1.90V。

所述充电的电流为1倍率。

所述单体电池的开路电压为(1.60±0.02)V。控制开路电压能够确保工作电压不存在高波电压。

所述单体电池的银电极活性物质中银含量≥80％。

所述单体电池的正极板先采用摊片压制成型，再将压制成型的极板在400℃～500℃温度下进行烧结而成。

一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，包括如下步骤：

1)正极板制作：采用摊片压制成型，压制成型的极板在400℃～500℃温度下进行烧结而成，即得正极板；

2)负极板制作：在模具中将锌膏压制成型，即得负极板；

3)装配：将正负电极交错排列，正负电极之间通过隔膜隔离，装入化成槽或者单体壳内，加入电解液并浸泡24h；

4)新产品充电：将装配好的单体电池先放电至消除高波电压后，直接充电至充电电压为1.90V，充电结束；

5)循环充电：单体电池使用一次后或多次使用后，每次充电控制在充电电压≤1.90V截止。

本发明一方面通过对烧结温度进行控制，从而实现电极多孔特点改善，充分利用锌银电极的多孔性特点，减小放电电流密度；另一方面利用锌银电池自身存在两个开路电压坪阶的特性，控制单体电池充电电压不大于1.90V，确保单体电池开路电压约为1.60V，银电极活性物质中银含量高达80％以上，这样既控制电池开路电压处于低坪阶段，减小对供电设备元器件烧坏率，又可以改善电极导电性能，提高单体电池输出电压和功率。

有益效果：

采用本发明的充电控制方法，能够提高单体电池输出电压约0.05V～0.08V，输出功率提高约3％～7％，同时还可以缩短电池充电时间60％～70％，并且应用于生产过程中的化成环节，不仅提高化成设备的利用率，还提高制造部门的生产能力。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

使用通用工艺制备出2只9Ah锌银电池单体，第一周以20A放电至单体电池电压为1.30V截止放电，然后以0.9A进行充电，1#单体电压充至1.90V结束，2#单体电压充电至2.05V结束并以48放电6min，最后在同种环境条件下以3A放电4min时进行67.5A脉冲放电50ms，试验结果为1#单体电池最低脉冲电压为1.350V，2#单体电池最低脉冲电压为1.278V，脉冲电压提高0.072V，输出功率提高5.63％；

所述通用工艺为：

1)正极板制作：采用摊片压制成型，压制成型的极板在400℃温度下进行烧结而成，即得正极板；

2)负极板制作：在模具中将锌膏压制成型，即得负极板；

3)装配：将正负电极交错排列，正负电极之间通过隔膜隔离，装入化成槽或者单体壳内，加入电解液并浸泡24h。

实施例2

使用通用工艺制备出2只40Ah锌银电池单体，第一周以150A放电至单体电池电压为1.30V截止放电，然后以4A进行充电，1#单体电压充至1.90V结束，2#单体电压充电至2.05V结束并以150A放电6min，最后在同种环境条件下以6A放电80s时进行271.5A脉冲放电100ms，试验结果为1#单体电池最低脉冲电压为1.361V，2#单体电池最低脉冲电压为1.275V，脉冲电压提高0.086V，输出功率提高6.74％；

所述通用工艺为：

1)正极板制作：采用摊片压制成型，压制成型的极板在500℃温度下进行烧结而成，即得正极板；

2)负极板制作：在模具中将锌膏压制成型，即得负极板；

3)装配：将正负电极交错排列，正负电极之间通过隔膜隔离，装入化成槽或者单体壳内，加入电解液并浸泡24h。

充电时间情况如下：40Ah单体电池，以一倍率即4A进行充电，充电至1.90V，耗时3h左右，但充到2.0V以上则耗时12h左右，并且若要控制开路电压，则需将高波电压段容量通过放电进行消除，所以本发明方法节约时间至少可达到15h以上。

Claims (6)

1.一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，其特征在于，包括：1)对新制成的单体电池，先消除高波电压后，充电至充电电压为1.90V时截止；2)对使用后的单体电池，使用前直接充电至充电电压≤1.90V。

2.如权利要求1所述一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，其特征在于，所述充电的电流为1倍率。

3.如权利要求1所述一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，其特征在于，所述单体电池的开路电压为(1.60±0.02)V。

4.如权利要求1所述一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，其特征在于，所述单体电池的银电极活性物质中银含量≥80％。

5.如权利要求1所述一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，其特征在于，所述单体电池的正极板先采用摊片压制成型，再将压制成型的极板在400℃～500℃温度下进行烧结而成。

6.如权利要求1-5所述一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，其特征在于，一种大功率锌银蓄电池充电控制方法，包括如下步骤：

1)正极板制作：采用摊片压制成型，压制成型的极板在400℃～500℃温度下进行烧结而成，即得正极板；

2)负极板制作：在模具中将锌膏压制成型，即得负极板；

3)装配：将正负电极交错排列，正负电极之间通过隔膜隔离，装入化成槽或者单体壳内，加入电解液并浸泡24h；

4)新产品充电：将装配好的单体电池先放电至消除高波电压后，直接充电至充电电压为1.90V，充电结束；

5)循环充电：单体电池使用一次后或多次使用后，每次充电控制在充电电压≤1.90V截止。