一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法技术

本发明专利技术公开了一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法，包括以下步骤：(1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入密度为1.05～1.25g/cm

A Method of Acidizing Long Life Lead Batteries

The invention discloses a method for acidizing long-life lead-acid batteries, which comprises the following steps: (1) adding acid for the first time and adding density 1.05-1.25g/cm to the batteries to be added acid.

【技术实现步骤摘要】
一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法
本专利技术涉及铅蓄电池生产
，特别是涉及一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法。
技术介绍
铅蓄电池至今已有150余年的历史，且应用领域非常广泛。近些年，电动车凭其较好的代步性能、较低的存放场地要求和出色的价格优势在我国迅猛发展，得益于此，蓄电池产业也得到了迅速的发展。铅蓄电池属于可逆直流电源，可将化学能转变为电能，同时也可将电能转变为化学能。铅蓄电池主要由电解液、槽盖以及极群组成，铅蓄电池的电解液为硫酸溶液，其中极群主要由正极板、负极板和隔板组成，隔板主要起到储存电解液，作为氧气复合的气体通道，起到防止活性物质脱落以及正、负极之间短路的作用。充电过程将电能转化为化学能储存在活性物质中；放电时，将储存在活性物质中的化学能转化为电能。充电时，正极板铅膏转化成二氧化铅，负极板上的铅膏转化成海绵状铅，铅膏中的硫酸成分释放到电解液中，电解液中的硫酸浓度不断增加，电池电压上升，积蓄能量；当电池放电时，正极板活性物质转化成硫酸铅，负极板活性物质也转化成硫酸铅，并吸收电解液中的硫酸，电解液中的硫酸浓度不断降低，电池电压下降，电池对外输出能量。在铅酸电池生产工艺中充电化成是影响电池性能的关键工艺之一。化成时，有着极其复杂的化成物相转化过程，正极物质的α-PbO2与β-PbO2比值一直是行业所关注的热点问题，如何创造α-PbO2生成环境提升α-PbO2与β-PbO2比值，且能满足初期性能时提升循环寿命是追求的目标。公开号为CN101673843A的中国专利技术专利公开了一种铅酸蓄电池化成方法，包括电池组装、电解液灌注、给电化成步骤，改进后，在电解液灌注步骤，将在25℃条件下配制的密度为1.200-1.300g/cm3的稀硫酸电解液，先冷却到5-20℃，然后再将冷却后的稀硫酸定量灌酸，灌酸后放入冷却循环水中进行水浴冷却。并在电池灌酸1.5小时内进行给电化成。公开号为CN102315489A的中国专利技术专利公开了一种电动车用胶体蓄电池化成方法，用于解决电动车用胶体蓄电池内化成耗时长、生产周期长的问题。所述方法包括多个充放电步骤和两次抽真空步骤，其中第一次抽真空步骤为：将灌好混合酸液的蓄电池搁置0.5小时，进行第一次抽真空，真空度为0.06Mpa～0.08Mpa，抽真空时间为5～8s；第二次抽真空在两次充电一次放电后进行：抽真空时间为2～5s，真空度为0.06Mpa～0.08Mpa。现有技术中一般都是先加酸，加酸完成后静置一段时间后再进行化成，存在的问题是正极板早期容易泥化，电池寿命偏短。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中铅蓄电池正极板物质早期泥化、寿命短等问题，提供了一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法。一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法，包括以下步骤：(1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入密度为1.05～1.25g/cm3的低比重硫酸溶液，加入体积为铅蓄电池饱和吸酸量的90％～105％；(2)第一阶段化成，充电，充电总电量为3.5C～5.0C；(3)第二次加酸，加入密度为1.25～1.65g/cm3的高比重硫酸溶液，加满；(4)第二阶段化成，先放电后再充电，放电深度为25％～80％，充电总电量为3.5C～5.0C；(5)抽净余酸。饱和吸酸量(饱和吸液量)是指电池中的极群部分充分吸取酸液所需的酸液量，加入100％体积饱和吸酸量的低比重硫酸溶液后，极群基本处于充分吸取酸液状态，而电池中游离于极群之外的余酸基本没有。第一次加酸时，加酸体积如果低于饱和吸液量的90％，则极群内部处于濒临干涸的状态，化成时的失水会使得化成中后期处于干涸状态致使离子传输受阻，温升过快导致化成异常。故第一次加酸量不应低于饱和吸液量的90％。同时，为了减少化成过程中的失水，对电池进行阀控密封后再给电化成。步骤(3)中所述的加满是指加入高比重硫酸溶液后，除了极群充分吸取酸液外，电池其余空余空间也全部充满酸液。步骤(5)中所述的余酸是指化成结束后，游离于极群之外的酸液。优选的，步骤(1)中低比重硫酸溶液的密度为1.10～1.20g/cm3。优选的，步骤(1)中低比重硫酸溶液的体积为铅蓄电池饱和吸酸量的95％～100％。优选的，步骤(3)中高比重硫酸溶液的密度为1.35～1.50g/cm3。优选的，加酸化成完成后，控制电解液的最终密度为1.34～1.38g/cm3。化成过程中，电池中水分会有部分蒸发，所以化成后酸液的密度会较化成前有所升高，第二次加酸的高比重硫酸溶液，其密度和加入量与第一次加酸的情况相关，在确定第一次加酸的低比重硫酸溶液的密度和加入体积后，根据最终电池所需酸液的密度，通过实验可以得到第二次加酸的高比重硫酸溶液的大致所需密度。优选的，第二次加酸后抽真空2～4次，真空度为-0.06～-0.1MPa。第二次加酸后抽真空的目的是使酸液充分混合均匀。真空度负值代表的是负压。优选的，步骤(5)中抽净余酸时采用带电抽酸，带电抽酸时以电流0.01C～0.02C充电。比如常见的6-DZM-20电池，其额定容量为20AH，则对应的抽酸电流是0.2A～0.4A。优选的，第一阶段化成和第二阶段化成中，充电均采用恒流充电，电流密度为2.5mA/cm2～7.5mA/cm2。进一步优选的，第一阶段化成和第二阶段化成中充电电流密度为5mA/cm2。优选的，第一次加酸后，静置0.5～1.5h后再进行第一阶段化成。本专利技术长寿命铅蓄电池加酸化成方法通过两次定量加酸与化成的方式，第一次加入低密度的稀硫酸，经浸酸、化成一段时间后再进行第二次加酸与化成，在低密度的电解液中，极板浸酸升温及反应更为均匀、也促进了化成前期更利于α-PbO2的生成且生成周期更长，其α-PbO2//β-PbO2比值对比就会有明显的提升。通过分两次加酸，创造了α-PbO2的生长环境，有效提升正极活性物质α-PbO2/β-PbO2比值，从而延长电池使用寿命，同时还可有效的降低极化提升化成效率，缩短化成周期。具体实施方式实施例1取6-DZM-20电池半成品，采用本专利技术方法进行加酸与化成，制样过程如下：1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入密度为1.05g/cm3的硫酸溶液，加酸体积148ml(单格饱和吸液量在163～165ml，即是饱和吸酸量的90％左右)，采用真空加酸方式进行，真空度-0.08MPa，真空1～2次。2)将第一次加酸完成的电池静置1小时后，安装安全阀并开启第一阶段化成工艺，以3.6A(电流密度为5mA/mm2)恒流充电21h(充电量75.6Ah，3.78C)。3)第一阶段化成结束后，将电池进行第二次加酸，采用真空加酸方式进行(真空度-0.08MPa，真空2～4次)，酸密度为1.65g/ml，加酸体积为62ml。电池加酸量的确定与化成总失水量及总需求量有关，在确定工艺时需对每个过程的电池重量进行称量得到失水数据后确定总的加酸体积及两个阶段的加酸体积，6-DZM-20采用本专利技术的技术总的加酸体积需求是210mL，故第二阶段的加酸体积是210-148＝62mL。4)第二阶段化成开启前，因酸壶内能明显看到酸液，所以仍需将排气管插入酸壶(与常规工艺相同)，然后即可开机化成，无需静置。化成工艺：以10A放电1h(即为50％的放电深度)，再以3.6A(电流密度为5mA/mm2)恒流充电24h(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入密度为1.05～1.25g/cm3的低比重硫酸溶液，加入体积为铅蓄电池饱和吸酸量的90％～105％；(2)第一阶段化成，充电，充电总电量为3.5C～5.0C；(3)第二次加酸，加入密度为1.25～1.65g/cm3的高比重硫酸溶液，加满；(4)第二阶段化成，先放电后再充电，放电深度为25％～80％，充电总电量为3.5C～5.0C；(5)抽净余酸。

【技术特征摘要】
1.一种长寿命铅蓄电池加酸化成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入密度为1.05～1.25g/cm3的低比重硫酸溶液，加入体积为铅蓄电池饱和吸酸量的90％～105％；(2)第一阶段化成，充电，充电总电量为3.5C～5.0C；(3)第二次加酸，加入密度为1.25～1.65g/cm3的高比重硫酸溶液，加满；(4)第二阶段化成，先放电后再充电，放电深度为25％～80％，充电总电量为3.5C～5.0C；(5)抽净余酸。2.如权利要求1所述的长寿命铅蓄电池加酸化成方法，其特征在于，步骤(1)中低比重硫酸溶液的密度为1.10～1.20g/cm3。3.如权利要求1所述的长寿命铅蓄电池加酸化成方法，其特征在于，步骤(1)中低比重硫酸溶液的体积为铅蓄电池饱和吸酸量的95％～100％。4.如权利要求1所述的长寿命铅蓄电池加酸化成方法，其特征在于，步骤(3)中高比重硫酸溶液的密度为1.35～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂发，赵海敏，郭志刚，崔海涛，刘玉，邓成智，李亚，田庆山，李丹，
申请(专利权)人：天能电池集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33