一種鉛酸蓄電池快速內(nèi)化成充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池，具體涉及一種鉛酸蓄電池快速內(nèi)化成充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛酸蓄電池內(nèi)化成和外化成（槽化成）相比，有著許多優(yōu)點(diǎn)，其工藝流程簡(jiǎn)化了 極板水洗、干燥和電池補(bǔ)充電以及槽式化成的裝片、焊接、取片等工序。節(jié)省了大量的能源 (純水、酸和電等能源）、工時(shí)，占地面積小，不用購(gòu)置化成槽設(shè)備和防酸霧設(shè)備，電池成本 能得到一定的降低。極板不易為雜質(zhì)所污染，能降低電池自放電，提高電池的一致性，延長(zhǎng) 了電池壽命。并且，電池內(nèi)化成減少?gòu)U水廢氣的排放，從而減少了對(duì)環(huán)境污染，因此，電池內(nèi) 化成值得大量推廣。
[0003] 現(xiàn)有的內(nèi)化成充電方法較多，如公開號(hào)為CN101853968A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了 一種備用鉛酸蓄電池內(nèi)化成充電方法，內(nèi)化成充電總量為鉛酸蓄電池額定容量的5~7倍， 總充電時(shí)間為95~105小時(shí)，期間經(jīng)過2次放電、6次充電和1次靜置，其中最大充電電流 0· 15Q。，最小充電電流0.03C1Q。
[0004][0005][0006] 現(xiàn)有的鉛酸蓄電池內(nèi)化成充電方法的充電時(shí)間大多在92-120小時(shí)，充電時(shí)間太 長(zhǎng)，內(nèi)化成效率低；電池初期容量及循環(huán)使用壽命不高，嚴(yán)重制約了企業(yè)的生產(chǎn)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種可縮短電池充電時(shí)間、提高內(nèi)化成充電效率的鉛酸蓄電池快速 內(nèi)化成充電方法，能有效解決鉛酸蓄電池的初期容量小、循環(huán)使用壽命低等問題。
[0008] -種鉛酸蓄電池快速內(nèi)化成充電方法，依次進(jìn)行下列步驟：
[0009] 步驟（a):預(yù)充電：以0· 06C3~0· 15C3充電0· 2~0· 5小時(shí)；再以0· 12C3~0· 15C3放電0.05~0. 1小時(shí)；
[0010] 步驟（b):梯度升流充電：0.09C3~0. 15C3下充電0.2~0.5小時(shí)；0· IC3~0.2C3下充電2~3小時(shí)；0. 15C3~0. 2C3下充電3~4小時(shí)；再以0. 12C3~0. 15C3放電0. 05~ 0. 1小時(shí)；
[0011] 步驟（c):循環(huán)充放：一次充電和一次放電為一個(gè)充放循環(huán)，各充放循環(huán)中，充電 量大于放電量；經(jīng)過五次充放循環(huán)后轉(zhuǎn)入步驟（d);
[0012] 步驟（d):以0· 15C3~0· 2C3充電4~5小時(shí)；以0· 15C3~0· 2C3充電2~3小 時(shí)；以0. 1C3~0. 15C 3放電0. 1~0. 5小時(shí)；
[0013] 步驟（e):梯度降流充電：以0· 15C3~0· 2C3充電2~3小時(shí)；以0· IC3~0· 15C3充電2~3小時(shí)；以0· 05C3~0· IC3充電1~2小時(shí)；
[0014] 步驟（f):靜置、容量檢查放電：靜置0. 5~1.0小時(shí)；以0. 3C3~0. 35(：3容量檢查 放電3~3. 5小時(shí)；
[0015] 步驟（g):恒流充電：以0. 15C3~0. 2C3充電4~5小時(shí)；以0. 1C3~0. 15C3充電 3~4小時(shí)；以0.05C3~0.1 C3充電2~3小時(shí)；完成電化成充電。
[0016] 本發(fā)明提供的鉛酸蓄電池快速內(nèi)化成充電方法分27個(gè)充放電階段，期間包括8次 放電和1次靜置及1次容量檢查配組，且每次充入的電量大于隨后放出的電量，其中最大充 電電流0. 15C3-0. 20C3，最小充電電流0. 01C3~0. 05C 3。本發(fā)明方法的起始充電電流較大， 充電過程中的充放循環(huán)頻率及強(qiáng)度設(shè)計(jì)合理，可有效減少濃差極化現(xiàn)象，減少極板上的活 性物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)的損害，可延長(zhǎng)鉛酸蓄電池的循環(huán)使用壽命。根據(jù)GB/T18332. 1-2009國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢測(cè)，本發(fā)明方法的鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命大于450次，鉛酸蓄電池第一次放 電容量不低于100% (以額定容量計(jì)）。
[0017] 本技術(shù)方案中，(：3指3小時(shí)率額定容量，對(duì)應(yīng)電流如0. 06-0. 15(：3指0. 06-0. 15倍 的3小時(shí)率額定容量對(duì)應(yīng)電流。
[0018] 蓄電池在電流流過時(shí)，正負(fù)極均進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的消耗使得正負(fù)極板表 面及附近的離子濃度和原來溶液中的濃度有些不同，由此引起的電位差的現(xiàn)象成為濃差極 化。濃差極化極大地阻礙了蓄電池的充電。
[0019] 化成工序中，化成電流是一個(gè)重要的工藝參數(shù)?；呻娏鞯拇笮?duì)于化成效率、化 成成本及極板的化成質(zhì)量都有較大的影響。如果化成電流偏大時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致電極的極化增 大，電壓上升過高，氣體析出過快，一方面可能造成極板活性物質(zhì)變得疏松或者脫落，另一 方面會(huì)降低電流效率，使耗能增加，同時(shí)，電解液的溫升也會(huì)變快。當(dāng)化成電流偏小時(shí)，電流 密度降低，化成充電電量不足，會(huì)導(dǎo)致極板化成不充分。
[0020] 本技術(shù)方案中，步驟（a)中，在0. 06C3~0. 15C3的起始電流下，有利于極板表面形 成均勻致密的界面結(jié)構(gòu)和正極活性物質(zhì)，從而使電池在放電過程中，極板的軟化速度大幅 放緩。
[0021] 步驟（b)中，電池經(jīng)過梯度升流充電，增加了電池的可接受能力，同時(shí)可較大程度 的降低較大電流對(duì)極板的傷害。經(jīng)過梯度升流充電后，再進(jìn)行步驟（c)的循環(huán)充放，充分降 低甚至消除電化成過程中電池的極化。
[0022] 作為優(yōu)選，步驟（C)中，電池按以下方式進(jìn)行循環(huán)充放：
[0023] 第一循環(huán)充放：以0. 15C3~0. 2C3充電4~5小時(shí)：再以0. 12C3~0. 15C3放電 0. 05~0. 1小時(shí)；
[0024] 第二循環(huán)充放：以0. 15C3~0. 2C 3充電4~5小時(shí)；再以0. 2C 3~0. 25C 3放電 0. 5~1小時(shí)；
[0025] 第三循環(huán)充放：以0. 15C3~0. 2C 3充電4~5小時(shí)；再以0. 2C 3~0. 25C 3放電 0. 5~1小時(shí)；
[0026] 第四循環(huán)充放：以0. 15C3~0. 2C 3充電4~5小時(shí)：再以0. 3C 3~0. 35C 3放電 0. 5~1小時(shí)；
[0027] 第五循環(huán)充放：以0. 15C3~0. 2C 3充電4~5小時(shí)；再以0. 3C 3~0. 35C 3放電 1. 5~2小時(shí)；充電完成后轉(zhuǎn)入步驟（d)。
[0028] 步驟（c)中，充放電過程循環(huán)交替進(jìn)行，以0. 15C3~0. 2C 3的較大電流充電4~5 小時(shí)，待充到一定電壓（接近蓄電池析氣點(diǎn)的電壓）時(shí)，然后開始放電，且隨充人電量的增 加而漸漸遞增循環(huán)放電深度。本技術(shù)方案中，充放電電流設(shè)計(jì)合理，且放電電量小于充電電 量，能充分控制甚至消除電池充電過程中產(chǎn)生的極化，且能縮短電化成充電時(shí)間，能較大程 度降低電化成充電過程中的析氣。
[0029] 循環(huán)充放結(jié)束后，電池的極化比較少，經(jīng)過步驟（d)的兩充一放后再進(jìn)行步驟（e) 的梯度降流充電。
[0030] 隨著充電的進(jìn)行，過大的電流不僅起不到加快充電速率的作用，反而會(huì)引起水的 電解，影響電池的壽命。步驟（e)的梯度降流充電可優(yōu)先降低充電后期電流對(duì)電池的損傷。
[0031] 經(jīng)過梯度降流充電后，經(jīng)過靜置后再在0. 3C3~0. 35C 3電流下進(jìn)行容量判定（檢 測(cè)）3~3. 5小時(shí)。
[0032] 檢查完成后進(jìn)過恒流充電，提高內(nèi)化成的深度，充分激活電池潛能，延長(zhǎng)電池使用 壽命。
[0033] 作為優(yōu)選，所述的鉛酸蓄電池為電動(dòng)道路車輛用鉛酸蓄電池。
[0034] 作為優(yōu)選，鉛酸蓄電池中，硫酸電解液的濃度為I. 15-1. 25g/mL。
[0035] 鉛酸蓄電池硫酸電解液濃度的變大，電池的自放電現(xiàn)象會(huì)明顯增強(qiáng)，板柵的腐燭 程度也會(huì)加速，這就加快導(dǎo)致極板上活性物質(zhì)二氧化鉛的脫落。隨著鉛酸蓄電池內(nèi)硫酸電 解液濃度的增加，最終會(huì)引起電池使用循環(huán)次數(shù)的減少。鉛酸蓄電池硫酸電解液濃度大，硫 酸鉛在未化成極板中的生產(chǎn)量增大，導(dǎo)電不良的硫酸鉛增加，會(huì)導(dǎo)致相對(duì)通電量減少，從而 降低化成效率。
[0036] 作為優(yōu)選，鉛酸蓄電池在經(jīng)過真空灌酸后，在10_15min內(nèi)置于循環(huán)水浴槽中，當(dāng) 電池溫度降至40°C以下時(shí)，開啟充電機(jī)進(jìn)行步驟（a)-步驟（g)。
[0037] 作為優(yōu)選，循環(huán)水浴槽中，冷卻水浴溫度自動(dòng)控制在25_30°C。
[0038] 作為優(yōu)選，在內(nèi)化成充電過程中，電池內(nèi)部溫度低于55°