铅酸蓄电池内化成工艺研究

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1、铅酸蓄电池内化成工艺研究摘要：电池化成和槽化成相比，有着许多优点，其工艺流程简化了极板水洗、干燥和电池补充电以及槽式化成的装片、焊接、取片等工序。节省了大量工时和能源，不用购置化成槽设备和防酸雾设备，电池成本能得到一定的降低。并且，极板不易为杂质所污染，能降低电池自放电，电池质量也可得到更好的控制，因此，电池化成值得推广，而制定合理的电池化成工艺，是电池化成的关键。关键词：电池化成 化成制度 反充 失水量 添加剂一、实验方法根据有关资料报道及相关的模拟试验，确定电池化成加酸密度为l.25g/cm3、(25℃)，并添加1%Na2SO4和一定量的2#添加剂(2#添加剂为公司机密在此不便公

2、开)，加酸量按公司现行的加酸量执行，最大充电电流为0.15C~0.3C。本次试验主要讨不同化成制度对电池化成的影响。二、试验分析及讨论1、化成电量化成电量是影响电池化成的主要因素之一，化成电量过低，活性物质未能充分转换，二氧化铅含量低，导致电池初期性能能不好。而化成电量高，除能量损耗增加外，化成过程的温升不易控制，气体对极板冲击也较大，会影响电池寿命。因此，应选择合适的化成电量。  以RA12-100为例，见表1化成电量10小时率放电1C放电正极二氧化铅含量5.0C10h23min36min14s83.02%5.5C10h57min38min07s90.23%6.0C11h19min

3、40min33s92.41% 从表1可以看出，化成电量为5.0C时、二氧化铅含量偏低，化成电量为5.5C时，二氧化铅含量比较合适;化成电量为6.0C时虽二氧化铅含量较高，但充电时间稍长且充电过程电池温升也较大。化成电量与活性物质富裕量有关，如RA12-100电池正极活性物质为9.8/Ah，活性物质富裕量越大，化成电量宜相应提高。另外，化成电量与化成电流密度有关，化成电流密度越大，化成效率越低，则化成电量需提高；化成电流密度越小，化成效率越高，则化成电量可适当降低。 从上述分析可以看出，化成电量选用5.5C~6.0C比较合适。.额定活性物质量低极板较薄的电池，化成电量选用5.5C。额定

4、活性物质量高极板较厚的电池，化成电量选用6.0C。 2、化成制度 2.l反充(反极极化) 在电池化成前，采取适当的反充对电池寿命有一定好处，对活性物质的转换有促进作用，以RAI2-100电池为例，充量为5.8C，见表2放电形式10小时放电1C放电反充11h19min39min19s不反充10h41min37min01s从表2可以看出，适量反充，可提高电池初始容量。但是，反充转向正充需将电池完全去极化放电(放至接近0V最后可以短接一段时间)，放电时间较长。因此，反充时间应加以控制，可选择0.5~1小时。 2.2化成方式 由于电池化成酸量较低，酸比重较高，极化较大，电池反应效率降低，特别

5、是极板深处的活性物质更不易转换。因此，应在化成过程中，增加一次或多次的放电过程，这样可降低极化，提高化成效率。并且增加充放电循环，可提高正极β-PbO2含量，能提高电池的初始容量。电池化成应采用多次充放的化成方式，特别是极板较厚的电池。本次试验采用三种工艺进行，从测试的结果来看，电池放电性能均可以达到标准要求，正极板硫酸铅的白斑面积也大大降低，白斑面积约为极板表面积的l-3%.以RA12-100为例，见表3  工艺类型工艺1工艺2工艺310小时率放电10h36min10h42min11h3min1C放电38min19s39min52s40min50s电池内阻3.8mΩ3.8mΩ3.6

6、mΩ正极PbO2%90.33%90.26%93.18%从表3可以看出工艺3的测试结果最好且化成时间也最短。工艺l和工艺2最大充电电流为0.15C，工艺3最大充电电流为0.3C，三种工艺都有多次放电过程。  3，电池化成的失水量  知道电池化成的失水量，可有效指导加酸量和加酸密度的选择，并对确定电池化成后硫酸的密度有帮助。单格电池额定失水量，见表4电池型号化成电量备注5.0C5.5C6.0CRA12-651.031.281.36RT13ARA12-1001.071.331.42RT17ARA12-1001.141.371.55RT20A   从表4可以看出，化成电量为5.5C~6.0C

7、(电池温度控制≤55℃)其失水率约为l.28-1.55g/cell.Ah，井且采用相同的化成电量，极板越厚，失水量越大，这是因为较厚的极板，额定容量较大，而采用相同的化成电流其表现化成电流密度较大，因此失水较快。为了避免电池在化成时失水过多，可在化成过程中采取一些必要的措施来防止失水或酸雾外溢。如在安全阀上加冷凝管或加大一些的安全阀等。 4、关于化成温度的控制 由于电池化成电解液密度较高，电池热反应加快，而酸量又相对较低，不能及时散热。因此，电池内部温度很