CN1967923A - 电动助力车用铅蓄电池内化成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动助力车用铅蓄电池的内化成工艺，其生极板转化为熟极板的过程在电池内部进行，选用高纯、最佳密度酸溶液，采用定电流，限电压，多阶段的充放充放充的方式将极板化成转化到电池内部进行，由于限制电压充电，使电压低于水的分解电压，无酸雾产生，从根本上解决了环境污染。而且不同的练习放电和检查放电电流和时间，多循环的充放电机制使极板孔率加大，活物质利用率提高，浓差极化和电化学极化减少，电池容量大，大电流放电性能好，耐过充能力强。

Description

电动助力车用铅蓄电池内化成工艺
技术领域
本发明涉及蓄电池的化成工艺，尤其是涉及电动助力车用铅蓄电池的内化成工艺，属于工业用蓄电池技术领域。
背景技术
传统蓄电池生产中，生极板转化为熟极板均采用外化成工艺，生极板组成主要为硫酸铅(PbSO4)、氧化铅(PbO)和游离铅，将正、负生极板(铅膏)若干片装在一个装有一定浓度的稀硫酸的绝缘槽内，正负正负排列，然后将所有正极板并联焊在一起，负极板并联焊在一起。静置30～40分钟后将数个装有正、负极板的绝缘槽(化成槽)串联焊接。采用直流电源定流充电，经过24小时后，正极板发生阳极氧化反应逐步转化为二氧化铅(PbO2)，负极板发生阴极还原反应转化为海绵状铅(Pb)，待正极全部变成黑褐色，负极板变成银灰色，说明已转化完毕，停止充电，将正负极板分别出槽、水洗、干燥，此时的极板成为熟极板。
由于该工艺采用定流充电，中间不做充放电循环，生极板转化为熟极板不彻底，而且正极板大部分转化为初期容量不高的α-PbO2；而且定流充电的化成方式还存在环境污染问题，在充电过程中随着时间的增加，电压会不断上升，硫酸溶液中的水分解成氢气和氧气，带出大量酸雾，由于硫酸是强腐蚀液体，治理困难且处理费用昂贵，目前还没有一个值得推广的成熟处理方法，酸雾排在大气中造成污染，同时工人劳动环境差，影响身体健康。
发明内容
本发明的目的是为了克服了外化成工艺的上述问题，提供一种蓄电池的内化成工艺，使极板充电转换在电池内部进行。
本发明中蓄电池的化成在电池内部进行，将生极板装到电池内构成蓄电池半成品后，灌入一定密度的高纯硫酸溶液，采用恒流限压程序控制双稳电源在电池内部进行多循环充放电形式的内化成过程。
整个内化成过程分为三个阶段，不同阶段采用不同的充电电流和时间，具体过程如下所述：
第一阶段：0.5A充电2小时转0.8A充电2小时再转1.2A充电64小时，
然后以5A放电60分钟；
第二阶段：1.0A充电6小时转限压14.4V充18小时转5A放电145分钟；
第三阶段：0.6A充电转15.5V限压充电24小时。
其中在第一阶段中，开始电流较小，并逐渐加大，其目的在于防止充电电流上升太快，使活性物质脱落；而且充电电流逐步加大，可使电池反应速度均匀一致，有利于正极铅膏转化为能提高电池容量的β-PbO2。在第一阶段中以5A放电60分钟的目的是用于检测第一阶段化成效果，采用上述充电方法60分钟放电后，终止电压均在12.10V以上，是非常理想的。
由于在第一阶段做了60分钟的练习放电，在第二阶段中为加速化成一开始就用1.0A充电，为了防止电压上升过快而使电解液分解，同时避免反应中大量气体析出使活性物质疏松并软化脱落，当电压上升到14.4V时采用限压充电，有利于活性物质的转化。同时因为上述技术参数的优化提高了电池容量，因此采用高于JB/T-10262标准的120分钟的20％进行放电，即放电145分钟，并以此对三只或四只电池电压差小于0.02V配组。
在第三阶段中，以145分钟放电的终止电压＜0.02V及开路电压也＜0.02V进行配组。
蓄电池中灌注的高纯硫酸溶液的密度为：冬天1.28g/cm3(11月-下4月)，夏天1.26g/cm3(5月-10月)。
在上述蓄电池的内化成过程中，采用定电流，限电压，多阶段的充放充放充的方式将极板化成转化到电池内部进行，由于限制电压充电，使电压低于水的分解电压，无酸雾产生，从根本上解决了环境污染。而且不同的练习放电和检查放电电流和时间，多循环的充放电机制使极板孔率加大，活物质利用率提高，浓差极化和电化学极化减少，电池容量大，大电流放电性能好，耐过充能力强。
具体实施方式
下面通过具体实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明局限在所述的实施例范围之内。
实施例1
电动助力车用铅蓄电池在冬天(11月-下4月)的内化成过程：
将生极板装到电池内部构成蓄电池半成品后，灌入密度为1.28g/cm3高纯硫酸溶液，采用恒流限压程序控制双稳电源，用定电流，限电压，多阶段的充放充放充的方式将极板化成转化到电池内部进行，整个化成过程分为三个阶段，不同阶段采用不同的充电电流和时间，具体过程如下所述：
第一阶段：0.5A充电2小时转0.8A充电2小时再转1.2A充电64小时，然后以5A放电60分钟；
第二阶段：1.0A充电6小时转限压14.4V充18小时转5A放电145分钟；
第三阶段：0.6A充电转15.5V限压充电24小时。
经过上述三个阶段后，生极板化成为熟极板。
实施例2
电动助力车用铅蓄电池在夏天(5月-10月)的内化成过程：
将密度为1.26g/cm3高纯硫酸溶液灌注到电池内，重复实施例1的方法，在电池内部采用定电流，限电压，多阶段的充放充放充的化成方式，将生极板转化为熟极板。
检测例1
按照实施例1和实施例2所制得的熟极板，由于选用高纯、最佳密度酸溶液，多循环充放电机制，不同阶段采用不同的充电电流和时间，不同的练习放电和检查放电电流和时间，多循环的充放电机制，使极板孔率增大，活性物质利用率提高，浓差极化和电化学极化减少，电池容量大，大电流放电性能好，耐过充能力强，其2小时率容量，大电流放电容量和过充电试验均超过国家标准，如下表所示：
                                    表1
  检测项目名称 技术标准JB/T-10262-2001 检测结果   超过国家标准％
  2小时率容量 25±2℃、5A放电，单只电池9.6v终止＞7Ah 25±2℃、5A放电，单只电池10.5v终止＞12.48Ah   24.8
  大电流放电容量 15A放电、5min单只电池＞8.4v 11.76v   40
  过充电试验 ＞9.5Ah 13.17Ah   38.6

Claims (3)

1.一种电动助力车用铅蓄电池的内化成工艺，将生极板装到电池内构成蓄电池半成品后，灌入高纯硫酸溶液，使生极板在电池内部化成为熟极板，其特征在于，整个化成过程分为三个阶段，不同阶段采用不同的充电电流和时间，具体过程如下所述，
第一阶段：0.5A充电2小时转0.8A充电2小时再转1.2A充电64小时，然后以5A放电60分钟；
第二阶段：1.0A充电6小时转限压14.4V充18小时转5A放电145分钟；
第三阶段：0.6A充电转15.5V限压充电24小时。
2.根据权利要求1所述的电动助力车用铅蓄电池的内化成工艺，其特征在于，冬天蓄电池中灌注的高纯硫酸溶液密度为1.28g/cm3(11月-下4月)。
3.根据权利要求1所述的电动助力车用铅蓄电池的内化成工艺，其特征在于，夏天蓄电池中灌注的高纯硫酸溶液密度为1.26g/cm3(5月-10月)。
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