CN115986240B - 一种蓄电池酸循环化成充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓄电池酸循环化成充电方法，属于铅酸蓄电池技术领域。包括如下步骤：步骤一：对酸循环连接器进行组装；步骤二：采用多阶段恒流充电方式进行酸循环化成；步骤二所述的多阶段恒流充电方式中，包括六个阶段，六个阶段的总充电时间为28h～29h，总充入电量为7.46C₅～7.64C₅；步骤一所述的酸循环连接器中，进酸管通道的管径小于回酸管通道的管径，连接器注酸区的底面封闭、侧面上开设有若干个注酸孔。本发明中采用精细化充电模式，并且该充电模式能够与改进后的酸循环连接器结构相匹配，从而解决了由于现有酸循环化成充电方法不够精细化和现有酸循环连接器的结构不够合理而导致电池酸循环化成效果不好的问题。

Description

一种蓄电池酸循环化成充电方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，具体为一种蓄电池酸循环化成充电方法。

背景技术

在铅酸蓄电池的制造过程中，化成是最重要的工艺步骤之一，化成的好坏直接影响着铅酸蓄电池的性能；实现化成的具体方式中，得到广泛应用的是酸循环电池化成方式；在进行酸循环化成的过程中需要同步对电池充电，酸液在电池中的循环通过酸循环连接器实现。

然而，目前常用的酸循环化成充电方法都不够精细化，一般只包括四个阶段甚至更少，并且每个阶段的充电时间不会少于3个小时；由此，很可能会使得酸液无法和电池极板进行充分反应，从而会影响酸循环化成效果。

并且，现有大多数酸循环连接器的结构包括进酸管体和回酸管体，进酸管体、回酸管体分别以90°夹角对应连接进酸管通道、回酸管通道的一端，进酸管通道和回酸管通道的管径尺寸一致（通常大于等于5mm）。进酸管通道、回酸管通道的另一端分别与电池注液口连接；电池进行酸循环化成时，酸液需要在一定系统压力的作用下通过酸循环系统的进酸通道，然后依次通过酸循环连接器中的进酸管体、进酸管通道流入电池内部，经循环后会从电池中流出并依次通过酸循环连接器的回酸管通道、回酸管体和酸循环系统中的回酸管道流回工作罐，至此完成直通式的酸液循环。然而，上述的传统结构和作用原理在实际使用时会导致以下问题：其一，为避免酸循环化成后电池壳体出现膨胀，需要在系统运行过程中采用较低的循环压力，此时若外部循环压力与电池内部压力达到平衡，电池将出现憋气、无法正常循环的问题，从而会直接影响电池的酸循环化成效果；反之，若把系统压力提高，电池中的酸液循环效果会明显改善，但是若电池长时间在较高的压力下进行酸循环，其壳体会出现膨胀，进而导致无法继续正常使用，只能采用在电池组外部夹紧工装的方式来尽量降低壳体膨胀程度，但是改善效果仍不理想，还会造成电池形变。其二，这种直通式循环方式下，酸液在电池内部所流经的范围比较集中，这会导致电池极板上不同位置处的活性物质转化不均匀，从而使得极板化成质量低。另外，现有的酸循环连接器中还存在着不方便拆装、密封性不够好的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓄电池酸循环化成充电方法，以解决由于现有酸循环化成充电方法不够精细化和现有酸循环连接器的结构不够合理而导致电池酸循环化成效果不好的问题。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种蓄电池酸循环化成充电方法，包括如下步骤：

步骤一：对酸循环连接器进行组装；

步骤二：采用多阶段恒流充电方式进行酸循环化成；

步骤二所述的多阶段恒流充电方式中，包括六个阶段，六个阶段的总充电时间为28h～29h，总充入电量为7.46C₅～7.64C₅；

步骤一所述的酸循环连接器包括主体部分，主体部分内设有进酸管通道和回酸管通道，进酸管体、回酸管体分别连接进酸管通道、回酸管通道的一端，进酸管通道的管径小于回酸管通道的管径，进酸管通道的管径为2mm，进酸管通道的另一端为连接器注酸区，连接器注酸区的底面封闭、侧面上开设有若干个注酸孔。

本酸循环化成充电方法中，采用精细化充电模式，使得不同充电阶段均能与电池中当下的酸液循环状态进行有效结合，并且该充电模式能够与改进后的酸循环连接器结构相匹配。

本酸循环连接器中，注酸孔连通电池的注液口，电池的出液口连通回酸管通道另一端的回酸口；所以，酸液进行循环时，会先从工作罐进入酸循环系统中的进酸通道，然后进入每个酸循环连接器的进酸管体中，再通过进酸管通道到达连接器注酸区，并通过注酸孔流入电池内部，酸液在电池内部流通完毕后，会依次通过回酸管体、回酸管通道、回酸管道流回工作罐中。基于上述内容，与现有的酸循环连接器相比，本酸循环连接器中主要有两点改进：其一，由于进酸管通道的管径小于回酸管通道的管径，也就是将进酸管通道的管径进行了缩小（至2mm），即将进酸管通道的管体截面积缩小，由此使得酸液进入电池内部循环时，电池内部的压力会明显降低，从而使得酸液可以在系统循环压力较低的情况下进行正常循环，进而保证了电池的酸循环化成效果；其二，在底面封闭的连接器注酸区的侧面上开设若干个注酸孔，使得酸液能够通过注酸孔呈分流状流入电池内部，通过这种酸液注入方式，可以在电池内部形成多条酸液循环通道，从而使酸液能够与极板不同位置处的活性物均进行充分的反应，进而可以提升电池循环效果和极板化成质量。

进一步地，所述多阶段恒流充电方式具体包括如下阶段：

第一阶段：充电电流0.1C₅，充电时间0.5h；

第二阶段：充电电流0.2C₅，充电时间0.5h，系统循环压力0.4bar～0.5bar；

第三阶段：充电电流0.3C₅，充电时间14h，系统循环压力0.3bar～0.4bar；

第四阶段：充电电流0.28C₅，充电时间4h，系统循环压力0.5bar～0.6bar；

第五阶段：充电电流0.22C₅，充电时间3h，系统循环压力0.6bar～0.7bar；

第六阶段：充电电流0.18C₅，充电时间6h～7h，系统循环压力0.6bar～0.7bar。

在六个阶段中，分别设定了相应的化成参数来匹配酸循环连接器的结构，具体来说：在充电初期降低酸循环速率，使酸液能够和极板进行更充分的反应；在充电后期提高酸循环速率，使电池内部产生气体快速排出；因此，实现了不同充电阶段均能与酸液循环状态进行有效结合的精细化充电模式。

进一步地，所述进酸管体与进酸管通道之间呈60°倾斜，回酸管体与回酸管通道之间呈60°倾斜。与现有酸循环连接器中的90°夹角设计相比，本酸循环连接器中的60°倾斜设计能够有效减小酸液流通的阻力，使得酸液能够更顺利地通过进酸管体进入进酸管通道。

进一步地，所述主体部分的外周中部设有平面凸台。通过平面凸台设计，可以快速、准确地将酸循环连接器安装到电池上或者将酸循环连接器从电池上取下。

进一步地，所述主体部分的下部套设有连接器密封结构，连接器密封结构与主体部分之间为集成了橡胶密封和卡扣卡紧为一体的连接方式。通过连接器密封结构，可以实现酸循环连接器与电池之间的良好密封效果。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

一种蓄电池酸循环化成充电方法，采用多阶段恒流充电方式，并在六个阶段分别设定了相应的化成参数来匹配酸循环连接器的结构，因此实现了不同充电阶段均能与酸液循环状态进行有效结合的精细化充电模式，从而更有利于活性物质的转化，最终保证了电池的酸循环化成效果和极板化成质量，并且还能够有效减少设备能耗、降低制造成本，同时可避免由于长时间的系统高压引发壳体膨胀进而导致电池无法再正常流转的问题。

并且，本发明所述的酸循环连接器中，通过缩小进酸管通道的管径，使得酸液进入电池内部循环时、电池内部的压力会明显降低，从而使得酸液可以在系统循环压力较低的情况下进行正常循环，进而保证了电池的酸循环化成效果；通过开设注酸孔，使得在酸循环方法中、酸液可呈分流状流入电池内部，从而令酸液能够与极板不同位置处的活性物均进行充分的反应，进而可以提升电池循环效果和极板化成质量。

附图说明

图1是本发明所述酸循环连接器的剖面结构示意图；

图2是本发明所述酸循环连接器的侧视结构示意图；

图3是本发明所述酸循环连接器的俯视结构示意图；

图4是本发明中的酸液流通方式的示意图；

图5是现有的酸液流通方式的示意图；

图中：1、主体部分；2、进酸管体；3、回酸管体；4、进酸管通道；5、回酸管通道；6、平面凸台；7、密封圈；8、凸台；9、连接器注酸区；10、注酸孔。

具体实施方式

为清楚说明本发明中的方案，下面结合附图做进一步说明：

实施例1

请参照图1至图3，本实施例提供一种蓄电池酸循环化成充电方法，包括如下步骤：

步骤一：对酸循环连接器进行组装，具体地：

将进酸管体2、回酸管体3分别对应连接进酸管通道4、回酸管通道5的一端，将连接器注酸区9侧面上开设的若干个注酸孔10与电池的注液口连通。

步骤二：采用多阶段恒流充电方式进行酸循环化成，其中多阶段恒流充电方式中，总充电时间为29h、总充入电量7.64C₅，具体包括如下阶段：

第一阶段：充电电流0.1C₅，充电时间0.5h；

第二阶段：充电电流0.2C₅，充电时间0.5h，系统循环压力0.5bar；

第三阶段：充电电流0.3C₅，充电时间14h，系统循环压力0.3bar；

第四阶段：充电电流0.28C₅，充电时间4h，系统循环压力0.5bar；

第五阶段：充电电流0.22C₅，充电时间3h，系统循环压力0.6bar；

第六阶段：充电电流0.18C₅，充电时间7h，系统循环压力0.7bar。

本酸循环化成充电方法中，在六个阶段分别设定了相应的化成参数来匹配酸循环连接器的结构，具体来说：在充电初期降低酸循环速率，使酸液能够和极板进行更充分的反应；在充电后期提高酸循环速率，使电池内部产生气体快速排出；因此，实现了不同充电阶段均能与酸液循环状态进行有效结合的精细化充电模式。

上述的酸循环连接器具体包括主体部分1，主体部分1呈圆锥形且外表面光滑，主体部分1的顶部为椭圆形设计；主体部分1的外周中部设有平面凸台6；主体部分1的下部套设有连接器密封结构，连接器密封结构包括单道宽厚型密封圈7和凸台8；其中密封圈7采用特殊橡胶材质，使得其具有一定弹性的同时兼具良好的强度。主体部分1内设有进酸管通道4和回酸管通道5，进酸管体2、回酸管体3分别对应连接进酸管通道4、回酸管通道5的一端，进酸管通道4的另一端为进酸口、回酸管通道5的另一端为回酸口，进酸管通道4的管径为2mm、小于回酸管通道5的管径；进酸管体2与进酸管通道4之间呈60°倾斜，回酸管体3与回酸管通道5之间也呈60°倾斜；进酸口连通主体部分1上的连接器注酸区9，连接器注酸区9的底面封闭，连接器注酸区9的其中两个对称的侧面上各开设有三个注酸孔10（在其他实施方式中，可以根据实际情况和需求选择不同的注酸孔开设面及开设数量，本发明对此不作限制）；注酸孔10与电池的注液口连通，回酸口与电池的出液口连通。

在安装本酸循环连接器时，可直接通过简单的人工按压方式将酸循环连接器直接压入电池内部；当密封圈7被顺利压入电池盖上的注液口时，将凸台8进行旋转并使之与电池盖底部开设的凹槽相配合，从而避免由于卡口松动而导致酸液在循环过程中溢出的情况发生；在拔出酸循环连接器时，操作人员可将手指置于平面凸台6的下部，先沿卡扣方向将酸循环连接器旋出，而后再用力向上拔即可。

基于上述结构，本酸循环连接器能够实现如下有益效果：

将进酸管通道4的管径进行缩小，使得酸液进入电池内部循环时，电池内部的压力会明显降低，从而使得酸液可以在系统循环压力较低的情况下进行正常循环，进而保证了电池的酸循环化成效果；并且，通过上述结构，不需要采用提高系统压力的方法来保证酸循环效果，因此能够避免电池壳体膨胀的情况发生；所以，在使用本酸循环连接器前，不需要再通过夹板对其进行工装，既能避免因采用夹板上紧所导致的电池变形问题，也能防止化成后出现的壳体膨胀问题。通过进酸管体2与进酸管通道4之间的60°倾斜设计，能够有效减小酸液流通的阻力，从而使得酸液能够更顺利地通过进酸管体2进入进酸管通道4。

在底面封闭的连接器注酸区9的侧面上开设注酸孔10，使得酸液能够通过注酸孔10呈分流状流入电池内部；基于此，酸液进行循环时，会先从工作罐进入酸循环系统中的进酸通道，然后进入每个酸循环连接器的进酸管体2中，再通过进酸管通道4到达连接器注酸区9，并通过注酸孔10流入电池内部，酸液在电池内部流通完毕后，会依次通过回酸管体3、回酸管通道5、回酸管道流回工作罐中；也就是说，在注酸孔10的作用下，酸液能够自酸循环连接器呈分流状流入电池内部；如图4所示，通过这种酸液注入方式，可以在电池内部形成多条酸液循环通道。

传统的酸循环连接器所实现的酸循环方式如图5所示，具体地：电池进行酸循环化成时，酸液需要在一定系统压力的作用下通过酸循环系统的进酸通道，然后依次通过酸循环连接器中的进酸管体2、进酸管通道4流入电池内部，经循环后会从电池中流出并依次通过酸循环连接器的回酸管通道5、回酸管体3和酸循环系统中的回酸管道流回工作罐，至此完成直通式的酸液循环；这种直通式循环方式下，酸液在电池内部所流经的范围比较集中，这会导致电池极板上不同位置处的活性物质转化不均匀，从而使得极板化成质量低。

另外，本实施例中还在酸循环化成完毕后进行了效果验证，具体地：进行极板化成质量检测时，对电池边侧和中间部位的正极板的上部、中部和下部的二氧化铅分别进行解剖取样，经检测得到各个部位的二氧化铅含量均在80%以上，并且含量一致且均匀。进行电池性能检测时，测得电池的初期容量达到了100%。装箱前对槽体的变形程度进行测量时，测得酸循环化成后槽体的变形尺寸≤3mm，不会影响电池在后续工序中的流转使用。

并且，提供以下对比例：

对比例1：

采用现有的酸循环连接器（现有酸循环连接器的具体结构和工作原理可参见背景技术部分与实施例1）进行酸循环化成，化成前先在每个工位上电池的外侧加装夹板进行工装；采用多阶段恒流充电方式进行酸循环化成，总充电时间为32h、总充入电量8.89C5，具体包括如下阶段：

第一阶段：充电电流0.35C₅，充电时间18h，系统循环压力0.7bar；

第二阶段：充电电流0.28C₅，充电时间4h，系统循环压力0.9bar；

第三阶段：充电电流0.22C₅，充电时间3h，系统循环压力0.9bar；

第四阶段：充电电流0.18C₅，充电时间7h，系统循环压力0.9bar。

在酸循环化成完毕后进行了效果验证，具体地：进行极板化成质量检测时，对电池边侧和中间部位的正极板的上部、中部和下部的二氧化铅分别进行解剖取样，经检测得到各个部位的二氧化铅含量均在78%以上，并且含量一致且均匀。进行电池性能检测时，测得电池的初期容量达到了100%。装箱前对槽体的变形程度进行测量时，发现部分外侧电池在夹板的夹紧作用下出现了严重的槽体变形，导致这些电池无法在后续工序中进行流转使用。

对比例2：

采用现有的酸循环连接器进行酸循环化成，并采用多阶段恒流充电方式，总充电时间为32h、总充入电量8.89C5，具体包括如下阶段：

第一阶段：充电电流0.35C₅，充电时间18h，系统循环压力0.4bar；

第二阶段：充电电流0.28C₅，充电时间4h，系统循环压力0.5bar；

第三阶段：充电电流0.22C₅，充电时间3h，系统循环压力0.6bar；

第四阶段：充电电流0.18C₅，充电时间7h，系统循环压力0.7bar。

在酸循环化成完毕后进行了效果验证，具体地：进行极板化成质量检测时，对电池边侧和中间部位的正极板的上部、中部和下部的二氧化铅分别进行解剖取样，经检测得到各个部位的二氧化铅含量在59%～74%，不同位置处的极板上二氧化铅的含量不一致，并且部分位置处的极板上存在白花现象。进行电池性能检测时，测得电池的初期容量未达到100%，不符合实际使用标准。

综上所述，本实施例所述的酸循环化成充电方法能够保证良好的电池酸循环化成效果和极板化成质量；同时可避免由于长时间的系统高压而引发壳体膨胀，从而导致电池无法再正常流转的问题；并且不需要夹板进行工装，所以能够有效减少设备能耗并降低制造成本；因此，更加符合实际生产及使用的需求。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (3)

1.一种蓄电池酸循环化成充电方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对酸循环连接器进行组装；

步骤二：采用多阶段恒流充电方式进行酸循环化成；

步骤二所述的多阶段恒流充电方式中，包括六个阶段，六个阶段的总充电时间为28h～29h，总充入电量为7.46C₅～7.64C₅，六个阶段具体如下：

第一阶段：充电电流0.1C₅，充电时间0.5h；

第二阶段：充电电流0.2C₅，充电时间0.5h，系统循环压力0.4bar～0.5bar；

第三阶段：充电电流0.3C₅，充电时间14h，系统循环压力0.3bar～0.4bar；

第四阶段：充电电流0.28C₅，充电时间4h，系统循环压力0.5bar～0.6bar；

第五阶段：充电电流0.22C₅，充电时间3h，系统循环压力0.6bar～0.7bar；

第六阶段：充电电流0.18C₅，充电时间6h～7h，系统循环压力0.6bar～0.7bar；

步骤一所述的酸循环连接器包括主体部分(1)，主体部分(1)内设有进酸管通道(4)和回酸管通道(5)，进酸管体(2)、回酸管体(3)分别连接进酸管通道(4)、回酸管通道(5)的一端，进酸管通道(4)的管径小于回酸管通道(5)的管径，进酸管通道(4)的管径为2mm，进酸管通道(4)的另一端为连接器注酸区(9)，连接器注酸区(9)的底面封闭、侧面上开设有若干个注酸孔(10)；

进酸管体(2)与进酸管通道(4)之间呈60°倾斜，回酸管体(3)与回酸管通道(5)之间呈60°倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池酸循环化成充电方法，其特征在于，所述主体部分(1)的外周中部设有平面凸台(6)。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池酸循环化成充电方法，其特征在于，所述主体部分(1)的下部套设有连接器密封结构，连接器密封结构与主体部分(1)之间为集成了橡胶密封和卡扣卡紧为一体的连接方式。