改善铅酸电池高倍率放电性能的方法技术

本发明专利技术属于铅酸电池技术领域，具体涉及改善铅酸电池高倍率放电性能的方法。所述改善铅酸电池高倍率放电性能的方法，将铅酸电池进行包括以下步骤的处理：（1）分阶段降电流放电：包括四步，第一步、第二步和第四步均为依次进行的放电和静置，放电后电压均控制在1.4V~1.6V；第三步为调节电解质密度后静置；（2）分阶段充电；（3）充放电循环：依次重复步骤（1）和（2）；（4）调节电解液密度至规定值。本发明专利技术有效提升铅酸电池高倍率放电性能。电池高倍率放电性能。

【技术实现步骤摘要】
改善铅酸电池高倍率放电性能的方法


[0001]本专利技术属于铅酸电池
，具体涉及改善铅酸电池高倍率放电性能的方法。

技术介绍

[0002]目前，铅酸电池因其较高的安全性，在动力、储能等领域依然具有较大的市场。一些应用领域对铅酸电池高倍率放电性能要求较高，使得应用于常规领域的铅酸电池无法满足特殊的放电需求。因对高倍率放电要求较高的客户相对较少，市场需求量小，对于铅酸电池厂来说，专门开发特殊要求的高倍率放电铅酸电池投入与产出无法形成正比。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种改善铅酸电池高倍率放电性能的方法，通过电化学方法提高铅酸电池极板孔径和孔率，有效提升铅酸电池高倍率放电性能。
[0004]本专利技术所述的改善铅酸电池高倍率放电性能的方法，将铅酸电池进行包括以下步骤的处理：（1）分阶段降电流放电：包括四步，第一步、第二步和第四步均为依次进行的放电和静置，放电后电压均控制在1.4V~1.6V；第三步为调节电解质密度后静置。
[0005]（2）分阶段充电；（3）充放电循环：依次重复步骤（1）和（2）；（4）调节电解液密度至规定值。
[0006]分阶段降电流放电包括以下步骤：第一步：以4~6倍的I5电流放电至电压为1.4V~1.6V，静置30min~60min；第一步中放电的作用是使极板表层活性物质与H2SO4快速反应生成颗粒较大的PbSO4，颗粒较大的PbSO4之间相互堆叠可形成相对较大的孔隙，以便于进一步降电流放电。若放电倍率过低，PbSO4颗粒相对较小，堆叠致密，不利于后续充分放电，若放电倍率过高，电池发热严重，影响电池循环寿命。放电末期因PbSO4层阻挡H2SO4扩散降低扩散速率，活性物质表面产生严重的浓差极化将导致放电电压快速下降，此时，放电截止电压设置过低没有实际意义，若放电截止电压设置过高，后续降电流放电生成相对致密的PbSO4层影响深入放电效果；第一步中静置的目的是让电解液主体中的H2SO4扩散进入极板内部，消除极板内外电解液浓度差，时间过短扩散不充分，时间过长会降低极板中PbSO4活性，容易导致负极板出现H2SO4盐化，降低电池负极容量；第二步：以1~2倍的I5电流放电至电压为1.4V~1.6V，静置30min~60min；第二步中放电目的是进一步使极板深处活性物质与H2SO4反应，提高极板深处孔径和孔率，参数设置依据同第一步；第二步中静置的作用及参数设置依据同第一步；第三步：调节电解液密度至25℃条件下1.1365g/cm3~1.2150g/cm3，静置10min~30min；由于前面两次放电，电解液浓度已经很低，很难满足进一步放电需求，将电解液浓
度提升有助于进行进一步放电操作，浓度过低影响放电深度，浓度过高不利于后续电解液密度回调；第三步中静置作用同第一步；第四步：以0.1~0.25倍的I5电流放电至电压为1.4V~1.6V，静置30min~60min；第四步中放电目的是使更深层次的活性物质与H2SO4反应，放电更充分，放电电流过低会导致严重过放电，使板栅上的部分活性物质转化成PbSO4，降低板栅和活性物质之间的结合力，影响电池循环寿命，由于PbSO4的阻碍作用，H2SO4向极板内部扩散困难。放电电流过高会提前因浓差极化导致放电结束，导致内部活性物质反应不充分，影响内部孔径及孔率提高；而第四步中静置作用及参数设置同第一步。
[0007]分阶段充电包括以下步骤：S1、以0.05~0.1倍的I5电流恒流充电10min~20min；此步骤为对电池激活，作用是在极板内建立离子通道，为大电流充电做准备，电流过小激活作用差，电流过高容易破坏极板微观结构；S2、以0.4~1倍的I5电流充电至电压为2.40V~2.45V；电流过低充电速率慢，影响处理效率，电流过高会导致局部电流密度过高，从而产生气体，产生的气体破坏极板结构，降低电池循环寿命，充电截止电压过低会导致该阶段充入电量低，会延长后续小电流充电时间，降低处理效率，截止电压过高会导致充电剧烈吸气，不仅对极板结构造成破坏，副反应的发生还会浪费电能，降低电流效率；S3、静置30min~60min；作用是使极板内外电解液浓度扩散至一致；S4、调节25℃下电解液密度至1.0640g/cm3~1.0994g/cm3；经过S2充电，电解液浓度会快速升高，电解液浓度过高一方面会抑制充电时产生的H2SO4向电解液主体中扩散，降低充电反应速率，另一方面会导致严重析氢副反应，降低电流效率；S5、静置10min~30min；作用同S3；S6、以0.2~0.35倍的I5电流充电至电压为2.65V~2.7V；经过S2充电后，电池具有较高的荷电状态，容易发生析气副反应，所以本步与S2相比降低电流提高电压，降低电流的作用是减少副反应发生，提高电压的作用是使PbSO4向活性物质转化更充分；S7、静置30min~60min；作用同S3；S8、以0.1~0.15倍的I5电流恒流充电180min~240min；其作用一方面可以使所剩余少量PbSO4转化成活性物质，另一方面保持极板内部离子通道畅通直至极板内部微观结构稳定；S9、静置30min~60min；作用同S3；S10、调节电解液密度至铅酸电池电解液原始密度；目的是保证电池在循环处理过程中，各个阶段状态基本一致；S11、静置10min~30min；作用同S3。
[0008]所述铅酸电池为化成好的满足GB/T 7403.1
‑
2018要求的满电状态铅酸电池。
[0009]步骤（3）中，重复次数为3~5次，循环次数过少，极板内孔径与孔率的提高达不到提升电池高倍率放电性能的作用，循环次数过多，会导致电池极板膨胀过度。
[0010]步骤（4）具体步骤为：进行2~3次5hr充放电，每次充放电结束30min~60min内调节电解液密度至规定值；其中，5hr充放电步骤为：
a、充电：20~25℃条件下，以0.7倍的I5电流充电至单体平均电压为2.4V，再以0.35倍的I5电流充电至2h内单体电池电压变化不大于0.02V；b、放电：电池充电结束1~24小时内，以I5电流放电，环境温度15~40℃，截止电压1.7V。
[0011]步骤（1）的环境温度为10~50℃。
[0012]步骤（2）的环境温度为10~50℃。
[0013]本专利技术根据铅酸电池反应原理，通过铅酸电池充放电过程活性物质体积变化提高铅酸电池极板孔径和孔率。提高孔径有利于电解液向极板深处渗透，降低H2SO4在极板中的传输阻力；提高孔率的作用有两方面，一是增加活性物质表面积，利于活性物质与H2SO4反应，二是提高极板内部电解液含量，缓解放电过程因活性物质表面电解液浓度下降引起的浓差极化，因此，提高孔径和孔率是改善铅酸电池高倍率放电性能合理手段。
[0014]将化成好的满足GB/T 7403.1
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2018要求的铅酸电池在满电状态下分阶段降流放电，分阶段降流放电目的是使活性物质充分反应，利用正极反应物PbO2及负极反应物Pb与反应产物PbSO4之间的体积差提高正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善铅酸电池高倍率放电性能的方法，其特征在于，将铅酸电池进行包括以下步骤的处理：（1）分阶段降电流放电：包括四步，第一步、第二步和第四步均为依次进行的放电和静置，放电后电压均控制在1.4V~1.6V；第三步为调节电解质密度后静置；（2）分阶段充电；（3）充放电循环：依次重复步骤（1）和（2）；（4）调节电解液密度至规定值。2.根据权利要求1所述的改善铅酸电池高倍率放电性能的方法，其特征在于，分阶段降电流放电包括以下步骤：第一步：以4~6倍的I5电流放电至电压为1.4V~1.6V，静置30min~60min；第二步：以1~2倍的I5电流放电至电压为1.4V~1.6V，静置30min~60min；第三步：调节电解液密度至25℃条件下1.1365g/cm3~1.2150g/cm3，静置10min~30min；第四步：以0.1~0.25倍的I5电流放电至电压为1.4V~1.6V，静置30min~60min。3.根据权利要求1所述的改善铅酸电池高倍率放电性能的方法，其特征在于，分阶段充电包括以下步骤：S1、以0.05~0.1倍的I5电流恒流充电10min~20min；S2、以0.4~1倍的I5电流充电至电压为2.40V~2.45V；S3、静置30min~60min；S4、调节25℃下电解液密度至1.0640g/cm3~1.0994g/cm3；S5、静置10min~30min；S6、以0.2~0.35倍的I5电流充...

【专利技术属性】
技术研发人员：单颖会，吴涛，林双，战祥连，唐震，张进宇，王超，王英健，徐艳，李振铎，张兵，
申请(专利权)人：淄博火炬能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：