一种超级电池内化成工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种超级铅酸蓄电池内化成工艺，其主要步骤包括：超级电池化成前先通过真空方法灌入一定体积和一定密度的酸溶液，静置2～4小时，然后采用定流，少时多段的四充三放的充放电方式进行电池内部化成，这种多循环的充放电方式能够增大极板孔率和活性物质的利用率，降低浓度极化和电化学极化影响，有效激活极板内炭材料的电容性，提高超级电池的大电流充放电和循环寿命的性能。
【专利说明】一种超级电池内化成工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及铅酸蓄化成工艺，尤其涉及超级蓄电池的内化成工艺，属于动力汽车用蓄电池【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电池内化成和槽化成相比，有着许多优点，其工艺流程简化了极板水洗、干燥和电池补充电以及槽式化成的装片、焊接、取片等工序。因此能够节省大量工时和能源，不用购置化成槽设备和防酸雾设备，电池成本能得到一定的降低。并且，极板不易为杂质所污染，能降低电池自放电，电池质量也可得到更好的控制，因此，目前大部分蓄电池厂家都开始进行内化成的初步研究和适用，但电池化成工艺还不是很成熟，普通铅酸蓄电池的内化成还存在很多问题，例如内化成时间长，活性物质转化率低，配组困难等。
[0003]申请号为201110309249.7的“一种动力型铅酸蓄电池内化成的化成工艺”，该专利内化成总时间达到IOOh,与槽化成时间相当，严重影响生产效率，另外，该内化成工艺只是解决了正极板活性物的转化率和正极板质量问题，没有考虑负极板的质量和活性物质转化情况。
[0004]申请号为200510110534.0的“电动助力车用铅酸蓄电池内化成工艺”，该专利内化成总时间也达到85h，另外充电阶段电流值逐渐加大虽然解决了活性物质脱落问题，限制充电电压解决了析氢和酸雾问题，但是此化成充电影响成品电池的大电流充放电性能，而且电池实际容量达不到额定容量，造成电池不合格。
[0005]因此，如果采用普通电池的内化成工艺应用到超级电池的内化成，往往会造成化成不完全，正负极板活性物质转化率低，电池性能差的问题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种超级电池内化成工艺，缩短超级电池内化成时间，提高超级电池性能。
[0007]本发明提供了一种超级电池内化成工艺，其特征是包括以下步骤:
(1)将硫酸溶液加入超级电池后静置2?4小时,然后进行充电；
(2)第一阶段充电1:充电电流0.4I3?0.513，充电时间3h?5h;
(3)第一阶段充电2:充电电流0.8I3? 1.0I3，充电时间7h?9h;
(4)第一阶段充电3:充电电流0.413?0.513，充电时间8h?IOh ；
(5)第一阶段放电:放电电流0.813?1.0I3,放电时间Ih?2h ;
(6)第二阶段充电1:充电电流0.813?1.0I3，充电时间7h?9h ;
(7)第二阶段充电2:充电电流0.4Ι3?0.513，充电时间7h?9h;
(8)第二阶段充电3:充电电流0.213?0.413，充电时间6h?8h ;
(9)第一次静置:静置时间Ih?2h;
(10)第二阶段放电:放电电流1.213?1.613，放电至11.2V/支；(11)第三阶段充电1:充电电流0.813~1.013，充电时间处~611;
(12)第三阶段充电2:充电电流0.413~0.513，充电时间4h~6h ;
(13)第三阶段充电3:充电电流0.213~0.413，充电时间4h~6h ;
(14)第二次静置:静置时间Ih~2h;
(15)第三阶段放电:放电电流1.313~1.613，放电至10.5V/支；
(16)第四阶段充电1:充电电流0.8I3~ 1.0I3，充电时间3h~5h ;
(17)第四阶段充电2:充电电流0.4I3~0.513，充电时间3h~5h;
(18)第四阶段充电3:充电电流0.2I3~0.413，充电时间2h~4h;
(19)第四阶段充电4:充电电流0.08I3~0.1213，充电时间Ih~2h ;
充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
[0008]上述化成过程中采用水浴降温或冷风降温，并保持电池表面温度≤35°C，所述化成总时间< 75h。
[0009]所述步骤(1)中硫酸密度为1.23g/cm3~1.26 g/cm3，酸液中加入抑氢添加剂，避免酸雾产生，降低环境污染。
[0010]步骤(2)至步骤(15)为电池化成阶段:步骤(2)至步骤(4)的首次充入电量为额定电量的8倍到12倍，确保了超级电池正负极板化成均匀、熟透，激活负极炭电容性，提高极板活性物质转化率，步骤(5)的浅放电，利于活性物质的再转化，步骤(6)至步骤(10)为电池再化成阶段，确保了活性物质转化率达到设计标准，并且保持负极炭材料电容性。步骤
[11]至步骤(15)为电池最后化成阶段，充电电流从大到小变化，保证了超级电池大电流充放电性能和深循环放电性能。
[0011]步骤(16)至步骤(18)为电池补充电阶段，充入电量为额定容量的2倍到3倍，主要是确保电池出厂后电池容量达到额定容量的100%以上，保持电池性能稳定。
[0012]步骤(19)为电池的抽酸、清洗阶段，清洗后的电池温度降低，表面酸溶液被清洗掉，利于电池的搬运和封装，并且应及时封盖电池安全阀，利于防止电池污染，降低电池自放电。
[0013]本发明提供的超级电池内化成工艺，采用四充三放七阶段式化成工艺，化成总时间< 75h，电池表面温度< 35°C，并且灌酸、抽酸均可采用真空方式进行，保证了工作效率，降低了企业成本，减少了环境污染。本发明适用于电动道路车用超级电池以及电动助力车密封、动力超级电池化成，所生产的电池适合大电流充放电，充电时间明显缩短，并且循环寿命显著提高。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
下面以电动汽车用EV150Ah超级电池为例，进一步说明本发明的内化成工艺的【具体实施方式】。电池性能测试结果如表1所示，记为SI。
[0015](I)将硫酸溶液加入超级电池后静置2小时，然后进行充电；
(2)第一阶段充电1:充电电流0.413，充电时间3h ；
(3)第一阶段充电2:充电电流0.813，充电时间7h ；
(4)第一阶段充电3:充电电流0.413，充电时间8h ； (5)第一阶段放电:放电电流0.813，放电时间Ih ；
(6)第二阶段充电1:充电电流0.813，充电时间7h ；
(7)第二阶段充电2:充电电流0.413，充电时间7h ；
(8)第二阶段充电3:充电电流0.213，充电时间6h ；
(9)第一次静置:静置时间Ih；
(10)第二阶段放电:放电电流1.213，放电至11.2V/支；
(11)第三阶段充电1:充电电流0.813，充电时间4h ；
(12)第三阶段充电2:充电电流0.413，充电时间4h ；
(13)第三阶段充电3:充电电流0.213，充电时间4h ；
(14)第二次静置:静置时间Ih；
(15)第三阶段放电:放电电流1.313，放电至10.5V/支；
(16)第四阶段充电1:充电电流0.813，充电时间3h ；
(17)第四阶段充电2:充电电流0.413，充电时间3h ；
(18)第四阶段充电3:充电电流0.213，充电时间2h ；
(19)第四阶段充电4:充电电流0.0813，充电时间Ih ；
充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
[0016]实施例2
下面以电动汽车用EV150Ah超级电池为例，进一步说明本发明的内化成工艺的【具体实施方式】。电池性能测试结果如表I所示，记为S2。
[0017](I)将硫酸溶液加入超级电池后静置3小时，然后进行充电；
(2)第一阶段充电1:充电电流0.4513，充电时间3.5h ；
(3)第一阶段充电2:充电电流0.8513，充电时间7.5h ；
(4)第一阶段充电3:充电电流0.4513，充电时间8.5h ；
(5)第一阶段放电:放电电流0.8513，放电时间Ih ；
(6)第二阶段充电1:充电电流0.8513，充电时间7.5h ；
(7)第二阶段充电2:充电电流0.4513，充电时间7.5h ；
(8)第二阶段充电3:充电电流0.2513，充电时间6.5h ；
(9)第一次静置:静置时间Ih；
(10)第二阶段放电:放电电流1.313，放电至11.2V/支；
(11)第三阶段充电1:充电电流0.8513，充电时间4.5h ；
(12)第三阶段充电2:充电电流0.4513，充电时间4.5h ；
(13)第三阶段充电3:充电电流0.2513，充电时间4.5h ；
(14)第二次静置:静置时间Ih；
(15)第三阶段放电:放电电流1.313，放电至10.5V/支；
(16)第四阶段充电1:充电电流0.8513，充电时间3.5h ；
(17)第四阶段充电2:充电电流0.4513，充电时间3.5h ；
(18)第四阶段充电3:充电电流0.2513，充电时间2.5h ；
(19)第四阶段充电4:充电电流0.0913，充电时间Ih ；
充电过程中进行抽酸、清洗、配组。[0018]实施例3
下面以电动汽车用EV150Ah超级电池为例，进一步说明本发明的内化成工艺的【具体实施方式】。电池性能测试结果如表1所示，记为S3。
[0019](I)将硫酸溶液加入超级电池后静置2小时,然后进行充电；
(2)第一阶段充电1:充电电流0.513，充电时间4h;
(3)第一阶段充电2:充电电流0.913，充电时间8h ；
(4)第一阶段充电3:充电电流0.513，充电时间8h ；
(5)第一阶段放电:放电电流0.913，放电时间Ih ；
(6)第二阶段充电1:充电电流0.913，充电时间7h ；
(7)第二阶段充电2:充电电流0.513，充电时间7h ；
(8)第二阶段充电3:充电电流0.313，充电时间6h ；
(9)第一次静置:静置 时间Ih；
(10)第二阶段放电:放电电流1.313，放电至11.2V/支；
(11)第三阶段充电1:充电电流0.913，充电时间4h ；
(12)第三阶段充电2:充电电流0.513，充电时间4h ；
(13)第三阶段充电3:充电电流0.313，充电时间4h ；
(14)第二次静置:静置时间Ih；
(15)第三阶段放电:放电电流1.313，放电至10.5V/支；
(16)第四阶段充电1:充电电流0.913，充电时间4h ；
(17)第四阶段充电2:充电电流0.513，充电时间4h ；
(18)第四阶段充电3:充电电流0.313，充电时间2h ；
(19)第四阶段充电4:充电电流0.0813，充电时间Ih ；
充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
[0020]以上三个实施例的超级电池性能测试结果如下表所示:
【权利要求】
1.一种超级电池内化成工艺，采用四充三放七阶段化成，其特征在于，包括以下步骤: (1)将硫酸溶液加入超级电池后静置2?4小时,然后进行充电； (2)第一阶段充电1:充电电流0.4I3?0.513，充电时间3h?5h; (3)第一阶段充电2:充电电流0.8I3? 1.0I3，充电时间7h?9h; (4)第一阶段充电3:充电电流0.413?0.513，充电时间8h?IOh ； (5)第一阶段放电:放电电流0.813?1.0I3,放电时间Ih?2h ; (6)第二阶段充电1:充电电流0.813?1.0I3，充电时间7h?9h ; (7)第二阶段充电2:充电电流0.4Ι3?0.513，充电时间7h?9h; (8)第二阶段充电3:充电电流0.213?0.413，充电时间6h?8h ; (9)第一次静置:静置时间Ih?2h; (10)第二阶段放电:放电电流1.213?1.613，放电至11.2V/支； (11)第三阶段充电1:充电电流0.813?1.013，充电时间处?611; (12)第三阶段充电2:充电电流0.413?0.513，充电时间4h?6h ; (13)第三阶段充电3:充电电流0.213?0.413，充电时间4h?6h ; (14)第二次静置:静置时间Ih?2h; (15)第三阶段放电:放电电流1.313?1.613，放电至10.5V/支； (16)第四阶段充电1:充电电流0.8I3? 1.0I3，充电时间3h?5h ; (17)第四阶段充电2:充电电流0.4I3?0.513，充电时间3h?5h; (18)第四阶段充电3:充电电流0.2I3?0.413，充电时间2h?4h; (19)第四阶段充电4:充电电流0.08I3?0.1213，充电时间Ih?2h，充电过程中进行抽酸、清洗、配组。
2.根据权利要求1所述的一种超级电池内化成工艺，其特征在于，所述步骤(I)中硫酸密度为1.23g/cm3?1.26 g/cm3，酸液中加入抑氢添加剂，灌酸方式为真空灌酸或重力灌酸。
3.根据权利要求1所述的一种超级电池内化成工艺，其特征在于，化成过程中采用水浴降温或冷风降温，并保持电池表面温度< 35°C。
4.根据权利要求1所述的一种超级电池内化成工艺,其特征在于,所述化成总时间(75h。
5.根据权利要求1所述的一种超级电池内化成工艺，其特征在于，步骤(19)中充电时间内完成抽酸、配组，抽酸方式采用真空抽酸。
【文档编号】H01M10/44GK103956528SQ201410147658
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】李正明, 石光, 张德晶, 张伟, 朱北平, 林文军, 陈顺 申请人:株洲冶炼集团股份有限公司