一种动力电池用极板的固化工艺的制作方法

文档序号:11926171阅读:357来源:国知局
本发明涉及蓄电池的生产领域,具体涉及一种动力电池用极板的固化工艺。
背景技术
:作为铅酸蓄电池的主要组件,极板的固化是铅酸蓄电池制造过程中一个非常关键的步骤。固化是指涂膏后的极板经浸酸后,在一定的温度、湿度、时间等条件下,在铅膏凝胶过程中完成游离铅及板栅筋条表面铅的氧化以及碱式硫酸铅的再结晶和硬化的过程。在极板的固化干燥过程中,随着蒸发水的传质过程的进行,不允许破坏其网状结构;同时,在水分蒸发完毕前,还必须完成金属铅的氧化和3PbO·PbSO4·H2O的结晶过程。因此,在选择固化工艺时,应严格控制固化温度、相对湿度和固化时间三个参数。固化过程中的几种作用是相互联系的,无论哪种作用没有达到,固化效果均不会很好,从而影响电池的容量和寿命。目前,业内普遍采用的固化工艺为升温保湿-缓慢降湿-极板脱水干燥,无论湿度、温度如何搭配都无非是高温或中温固化和高温降湿或恒温降湿、降温降湿三大类。如公开号为CN103943831A的中国专利文献中公开了一种适合铅酸蓄电池用极板固化工艺,包括保湿阶段、保温固化阶段和干燥阶段;在保湿阶段先采用低温固化,温度为40~45℃,然后再采用高温固化,温度为75~85℃;在保温固化阶段采用逐步降低相对湿度的方法进行固化。以解决现有通讯用的铅酸蓄电池早期衰减、使用寿命较低的缺陷。又如公开号为CN105322141A的中国专利文献公开了一种蓄电池正极板固化工艺,包括:固化第一阶段:密封环境下,保持温度70~78℃,湿度90~99℃,时间5~7h,期间循环风速0.3~1m/s;固化第二阶段:密封环境下,保持温度30~60℃,湿度80~90℃并保持10~40h,期间循环风速0.3~1m/s;固化第三阶段:温度70~90℃,湿度5~10℃并保持5~10h,期间循环风速4~8m/s;其中,第二阶段转换第三阶段用时控制在180~360分钟,其余每阶段转换时间控制在60~240分钟。通过对固化温度、湿度、时间和循环风速的优化,保证了板栅的高性能,提高了电池质量。但上述固化工艺的优化仍然不能从物理上打开基板表面的孔滤,激活极板表面的活性物质。技术实现要素:本发明提供了一种动力电池用极板的固化工艺,通过在每一个降湿阶段前增加一突变降湿阶段,提高了极板的孔径与比表面积,组装后得到的动力电池的大电流充放电性能、循环寿命及初期容量均得到了提升。具体技术方案如下:一种动力电池用极板的固化工艺,包括固化与干燥,所述固化包括如下阶段:第一阶段:温度68~72℃,湿度100%RH,固化8~12h;第二阶段:温度55~60℃,湿度100%RH,固化12~18h;第一突变段:温度55~60℃,经25~35min将湿度降至87~92%RH;再经5~15min将湿度升至95%RH;第三阶段:温度55~60℃,湿度95%RH,固化2~4h;第二突变段:温度55~60℃,经25~35min将湿度降至83~87%RH;再经5~15min将湿度升至90%RH;第四阶段:温度55~60℃,湿度90%RH,固化2~4h;第三突变段:温度55~60℃,经25~35min将湿度降至78~83%RH;再经5~15min将湿度升至85%RH;第五阶段:温度55~60℃,湿度85%RH,固化2~4h;第四突变段:温度55~60℃,经25~35min将湿度降至74~78%RH;再经5~15min将湿度升至80%RH;第六阶段:温度55~60℃,湿度80%RH,固化2~4h;第七阶段:温度55~60℃,湿度75%RH,固化2~4h。每个阶段的固化可以在同一条件下一次性完成,也可以在同一条件下分阶段进行,也可以在保证温度、湿度条件不变的情况下,调整循环风机的转速后再分阶段进行。作为优选,第一阶段:温度68~72℃,湿度100%RH,固化8~12h;第二阶段:温度55~60℃,湿度100%RH,固化12~18h;第一突变段:温度55~60℃,经30min将湿度降至90%RH;再经10min将湿度升至95%RH;第三阶段:温度55~60℃,湿度95%RH,固化2~4h;第二突变段:温度55~60℃,经30min将湿度降至85%RH;再经10min将湿度升至90%RH;第四阶段:温度55~60℃,湿度90%RH,固化2~4h;第三突变段:温度55~60℃,经30min将湿度降至80%RH;再经10min将湿度升至85%RH;第五阶段:温度55~60℃,湿度85%RH,固化2~4h;第四突变段:温度55~60℃,经30min将湿度降至75%RH;再经10min将湿度升至80%RH;第六阶段:温度55~60℃,湿度80%RH,固化2~4h;第七阶段:温度55~60℃,湿度75%RH,固化2~4h。进一步优选,第一阶段:温度70℃,湿度100%RH,固化8~12h;第二阶段:温度57℃,湿度100%RH,固化12~18h;第一突变段:温度57℃,经30min将湿度降至90%RH;再经10min将湿度升至95%RH;第三阶段:温度57℃,湿度95%RH,固化2~4h;第二突变段:温度57℃,经30min将湿度降至85%RH;再经10min将湿度升至90%RH;第四阶段:温度57℃,湿度90%RH,固化2~4h;第三突变段:温度57℃,经30min将湿度降至80%RH;再经10min将湿度升至85%RH;第五阶段:温度57℃,湿度85%RH,固化2~4h;第四突变段:温度57℃,经30min将湿度降至75%RH;再经10min将湿度升至80%RH;第六阶段:温度57℃,湿度80%RH,固化2~4h;第七阶段:温度57℃,湿度75%RH,固化2~4h。作为优选,第一阶段循环风机的转速为25%,第二阶段循环风机的转速为30~35%,第一突变段循环风机的转速为35%,第三阶段循环风机的转速为40%,第二突变段循环风机的转速为45%,第四阶段循环风机的转速为45%,第三突变段循环风机的转速为50%,第五阶段循环风机的转速为50%,第四突变段循环风机的转速为55%,第六阶段循环风机的转速为50%,第七阶段循环风机的转速为50%。进一步优选,第一阶段与第二阶段,进风门与出风门的开度均为0;而第一突变段至第七阶段,进风门与出风门的开度均为100%。本发明中对于极板的干燥工艺并未做过多地要求,采用现有工艺即可。与现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明中采用突变降湿,使极板每层都形成一个“喇叭口”,增加极板的比表面积及孔径,在充电过程中可以接受更大的大电流,放电时可以有层次的输出能量。附图说明图1为以实施例1的固化工艺制备的极板组装的动力电池循环寿命曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明,但本发明不限于下述实施例。实施例1固化各阶段的参数如下表1中所示:表1本发明中可以采用常规的干燥工艺对经上述固化后的极板进行干燥,比如下表2中所列:表2阶段号温度/℃湿度/%RH时间循环风机转速/%进风风口开度出风风口开度1505001:00951001002553001:00951001003652501:0095100100465502:0095100100580003:0095100100680008:0095100100765001:0095100100对比例极板固化工艺如下表3中所示:表3为进一步检测本发明的固化工艺对极板及电池性能的影响,分别以实施例和对比例中的工艺制备得到的极板制备动力电池,并对两组动力电池的大电流放电性能、充电接受能力、循环寿命及初期容量分别进行了检测,检测标准参考GB/T22199-2008的电动助力车用密封铅酸蓄电池的国标,检测结果见下表4,表4中实施例1-1和1-2为以实施例1中制备工艺得到的极板分别制备的两组动力电池。表4对比表4中数据可知,采用本发明中的固化工艺制备的极板组装的动力电池,大电流放电性能提升12%;充电接受能力提升9%;循环寿命提升27%;初期容量提升2.25%。当前第1页1 2 3 
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