延长2v固定型vrla铅酸蓄电池循环寿命的方法
【专利摘要】一种延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，包括和膏、涂板、固化干燥、装配和化成等工序，涂板工序中将和制的正、负铅膏分别涂在重量相同的板栅上，正极板栅的涂膏量为负极板栅涂膏量的1.33-1.43倍，正极板栅的涂膏量按照1.70g/cm2-1.74g/cm2控制；化成工序所用的电解液中硅溶胶与硫酸溶液的质量比为硅溶胶：硫酸溶液=1：10.6-10.9，硫酸溶液浓度为34-35%。本发明针对影响电池寿命的主要因素，对现有2V固定型VRLA铅酸蓄电池制作工艺进行了改进，试验表明，采用本发明方法制作的2V固定型VRLA铅酸蓄电池与现行工艺生产的电池相比电池的深循环寿命可以提高三-四倍。
【专利说明】延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蓄电池生产方法，尤其是一种延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，属蓄电池【技术领域】。
【背景技术】
[0002]阀控式密封铅酸蓄电池又称VRLA蓄电池，它诞生于20世纪70年代，由于VRLA是全密封的，不会漏酸，而且在充放电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设备，污染环境，所以备受欢迎、广泛使用。2V固定型VRLA铅酸蓄电池是一种主要应用于通讯基站、后备电源及电力系统的蓄电池，该蓄电池的主要特点是在供电条件不好的情况下能够较长时间放电，满足用电设备需求。2V固定型VRLA铅酸蓄电池的设计寿命可达10-15年，而在实际使用中电池寿命一般仅在3-5年间，有的甚至不足两年电池就不能正常供电，造成资源的极大浪费。此外，通常蓄电池的保质期是根据电池的设计寿命而确定，因此短寿命蓄电池的大量的退返给企业造成很大的经济损失。面对上述情况，延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命是提高企业效益、减少资源浪费亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，采用该方法可以将固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的循环寿命提高三-四倍。
[0004]本发明所述问题是以下述技术方案实现的:
一种延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，包括和膏、涂板、固化干燥、装配和化成等工序，所述涂板工序中将和制的正、负铅膏分别涂在重量相同的板栅上，正极板栅的涂膏量为负极板栅涂膏量的1.33-1.43倍，其中正极板栅的涂膏量按照1.70g/cm2-l.74g/cm2控制；所述化成工序所用的电解液中硅溶胶与硫酸溶液的质量比为硅溶胶:硫酸溶液=I:10.6-10.9，所述硫酸溶液浓度为34-35%。
[0005]上述延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，所述装配工序中将隔板和经过固化干燥的正负极板装入蓄电池槽中，正极板、负极板之间的间距为1.5-1.6毫米。
[0006]上述延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，所述化成工序的充电过程按下述方式进行:
第一阶段:电流(A) 60，时间(h) 4；
第二阶段:电流(A) 75，时间(h) 14；
第三阶段:电流(A) -70，时间(h) I ；
第四阶段:电流(A) 80，时间(h) 10 ；
第五阶段:电流(A) 60，时间(h) 10 ；
第六阶段:电流(A) -60，时间(h) 3 ；
第七阶段:电流(A) 80，时间(h) 5 ；
第八阶段:电流(A) 60，时间(h) 15 ； 第九阶段:电流(A) -30，时间(h) 3 ；
第十阶段:电流(A) 60，时间(h) 10。
[0007]本发明经深入研究并对寿命结束电池的失效模式进行分析，认为导致2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命短主要原因为:1、正极活性物质软化；2、后期电池充电接受能力差，3、电池内阻增大。针对上述三个影响电池寿命的主要因素，对现有固定型VRLA铅酸蓄电池制作工艺的相关工序进行了改进:通过适当提高正极活性物质含量减少正极放电深度，来延缓正极软化速度；通过降低电解液密度和改进充电方式使蓄电池充电时在正极形成致密的二氧化铅，降低电池的电极电位，提高电池的充电接受能力；通过降低正负极板之间的距离来减小电池内阻。试验表明，采用本发明方法制作的2V固定型VRLA铅酸蓄电池与现行工艺生产的电池相比电池的深循环寿命可以提高三-四倍，这一成果对提高资源的利用率及减少环境污染具有明显的效果，提高了电池使用周期，大大降低了退返电池给企业造成的巨大经济损失。
【具体实施方式】
[0008]通过对寿命结束电池的失效模式分析得出2V固定型VRLA铅酸蓄电池失效的主要原如下:1、正极活性物质软化(活性物质疏松)；2、后期电池的充电接受能力差；3、电池内阻增大。导致电池正极活性物质软化的主要原因是硫酸铅层的结构和放电深度，而硫酸铅层的结构又取决于它在硫酸中的溶解度及扩散情况。溶解度越高则铅电极钝化越慢，硫酸铅结晶越大，硫酸铅层就越厚，当通过同样电量时硫酸铅层的密度就越小，硫酸铅层影响着二氧化铅的真正面积。当形成的硫酸铅层不紧密时，就会形成真正表面积小而紧密的二氧化铅层。而具有较小的真正表面积的二氧化铅必定具有较紧密的较牢固的表面结构层。这样结构的正极活性物质必定具有较长的使用寿命。故要想延缓正极失效，一方面要降低电解液密度使其形成致密的二氧化铅层，另一方面要适当提高正极活性物质含量，减少正极放电深度以延缓正极软化速度。本发明在涂板工序中将按照正常工艺和制的正、负铅膏分别涂在重量相同的板栅上，正极板栅的涂膏量为负极板栅涂膏量的1.33-1.43倍，其中正极板栅的涂膏量按照1.70g/cm2-1.74g/cm2控制。该改进将正极板涂膏量相比现有技术提高了 22-25%，负极板涂膏量相比现有技术提高了 16-18%，特别是提高了正极板相对负极板的涂膏量的比例(现有技术正极板栅的涂膏量约为负极板栅涂膏量的1.27倍)，借以减缓正极活性物质软化过程，延长正极板的寿命。
[0009]本发明在化成工序中所用的电解液中硅溶胶与硫酸溶液的质量比为硅溶胶:硫酸溶液=1:10.6-10.9，(现有技术中硅溶胶:硫酸溶液约为1:11.5)硫酸溶液浓度为34-35%。通过添加较大比例的硅溶胶来降低电解液的密度，低电解液密度可以使蓄电池充电时在正极形成致密的二氧化铅，还可以降低电池的电极电位，提高电池的充电接受能力。但是硅溶胶比例过大会造成电解液密度降低，影响电池的放电容量。本发明基于大量试验数据，确定2V固定型VRLA铅酸蓄电池硅溶胶与硫酸溶液的比例控制在硅溶胶:硫酸溶液=I:10.55-10.9。
[0010]本发明化成工序的充电过程按下述方式进行:
【权利要求】
1.一种延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，包括和膏、涂板、固化干燥、装配和化成等工序，其特征是，所述涂板工序中将和制的正、负铅膏分别涂在重量相同的板栅上，其中，正极板栅的涂膏量为负极板栅涂膏量的1.33-1.43倍，正极板栅的涂膏量按照1.70g/cm2-l.74g/cm2 控制； 所述化成工序所用的电解液中硅溶胶与硫酸溶液的质量比为硅溶胶:硫酸溶液=I:10.6-10.9，所述硫酸溶液浓度为34-35%。
2.根据权利要求1所述的延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，其特征是，所述装配工序中将隔板和经过固化干燥的正负极板装入蓄电池槽中，正极板、负极板之间的间距为1.5-1.6毫米。
3.根据权利要求2所述的延长2V固定型VRLA铅酸蓄电池循环寿命的方法，其特征是，所述化成工序的充电过程按下述方式进行: 第一阶段:电流(A) 60，时间(h) 4； 第二阶段:电流(A) 75，时间(h) 14； 第三阶段:电流(A) -70，时间(h) I ； 第四阶段:电流(A) 80，时间(h) 10； 第五阶段:电流(A) 60，时间(h) 10 ； 第六阶段:电流(A) -60，时间(h) 3 ； 第七阶段:电流(A) 80，时间(h) 5 ； 第八阶段:电流(A) 60，时间(h) 15 ； 第九阶段:电流(A) -30，时间(h) 3 ； 第十阶段:电流(A) 60，时间(h) 10。
【文档编号】H01M10/12GK104167569SQ201410374031
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】赵从印, 牛冀辉, 韩二莎, 刘建楼, 王丽斋 申请人:风帆股份有限公司