一种富液式铅蓄电池化成工艺及铅蓄电池的制作方法

本发明属于铅蓄电池领域，涉及一种富液式铅蓄电池化成工艺，特别涉及一种富液式铅蓄电池化成工艺及铅蓄电池。

背景技术：

铅酸蓄电池的化成充电，是电子从正极流向负极，如附图1，正极板化成时，pbo2的形成进程与负极板不完全相同，也是首先从栅筋最接近溶液处开始，但生成的pbo2形成网络包围着硫酸铅，在板栅的每一小格中，pbo2的生成从四周靠栅筋处开始逐渐向小格的中心推进，直到后期被包围的硫酸铅和每一小格的中心处，铅膏才完全转化为pbo2。图1为正、负极在化成过程中，活性物质pbo2和铅的增长状态。

因此，由于正负极板化成方向不一，总是负极板先完成化成，正极板后完成化成。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种富液式铅蓄电池化成工艺及铅蓄电池。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种富液式铅蓄电池化成工艺，将充电安时数按铅膏的重量和极性分布，按正极铅膏0.5～0.7ah/g的充电量为电池的总充电量，再将负极铅膏0.28～0.32ah/g的充电量从总充电量中分解；

化成工艺包括以下步骤：

s1、确定电池额定容量、正极板铅膏量、负极板铅膏量、正极板片数、负极板片数；

s2、计算总化成量，公式为，总化成量＝正极板铅膏量×正极板片数×0.5～0.7ah/g；

s3、计算第一步化成充电量，公式为，第一步化成充电量＝负极板铅膏量×负极板片数×0.28～0.32ah/g；

s4、计算第二步化成充电量，公式为，第二步化成充电量＝(总化成量-第一步化成充电量)×76～82％；

s5、计算第三步化成充电量，公式为，第三步化成充电量＝(总化成量-第一步化成充电量)×18～24％；

s6、开始化成充电；

第一阶段：向电池中充入第一步化成充电量；

第二阶段：停止充电并静置；

第三阶段：向电池中充入第二步化成充电量；

第四阶段：停止充电并静置；

第五阶段：向电池中充入第三步化成充电量。

正极铅膏可以按0.5～0.7ah/g计算，化成是以电流和时间来计算结果的，小于0.5时，则表示着要增加化成时间，不利于大规格生产，故建议采用0.5～0.7ah/g计算；大于0.7时，化成时会因电流过大而产生热量，造成安全隐患。同理，负极铅膏可以按0.28～0.32ah/g计算，因为负极相对容易化成，范围不宜太大。

铅蓄电池多数情况下为正极限容，故正膏量多于负膏量，第一步化成优先考虑负膏，是因为负膏少于正膏并且负膏相对容易化成，当第一步化成结束后，不代表负膏全部转化完成，但第一步化成结束后，负极所化成的程度一定大于正膏，故此时正膏有相当一部分需要迫切化成，即第二步化成充电量＝(总化成量-第一步化成充电量)×76～82％。同理，第三步化成充电量＝(总化成量-第一步化成充电量)×18～24％。

作为优选，按正极铅膏0.5ah/g的充电量为电池的总充电量。

作为优选，将负极铅膏0.28ah/g的充电量从总充电量中分解。

作为优选，第二步化成充电量＝(总化成量-第一步化成充电量)×80％。

作为优选，第三步化成充电量＝(总化成量-第一步化成充电量)×20％。

作为优选，所述步骤s6中，第二阶段静置的时间为1.5～3小时。

作为优选，所述步骤s6中，第四阶段静置的时间为1～2小时。

作为优选，所述化成工艺用于46b24r型号电池的化成。

作为优选，电池加酸密度为1.00～1.30g/ml(25℃)。化成中活性物质的转化过程与所用硫酸浓度有关。用很稀的硫酸或硫酸钠溶液作为化成液时，正极板也能像负极板那样，活性物质的转化从极板表面向极板深处扩展，但会降低化成速度。

作为优选，电池加酸密度为1.19g/ml(25℃)。

作为优选，加酸量450～500ml/单格。

作为优选，加酸量480ml/单格。

一种富液式铅蓄电池，采用上述化成工艺化成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明第一步按负极铅膏0.28ah/g的充电量化成，第二步按剩余的总充电量的76～82％比例化成，第三步按剩余的总充电量的18～24％比例化成，电池化成后正极板pbo2含量及负极板pb含量均高于普通工艺，具有更好的充放电性能，增加电池的使用寿命。

2、因正极板pbo2含量及负极板pb含量均高于普通工艺，故蓄电池有良好的初期性能。

3、因化成工艺采用分步休息式设计，有效地缓冲充电过程的电化学极化现象，使活性物质转化的更均匀、更彻底，有利于电池使用寿命的延长。

4、因整个化成工艺过程中，未采用大电流，故化成过程的温度均控制在40℃以下，有效保护了负极铅膏中的有机物添加剂的高温挥发现象，有利于电池低温性能的维持。

附图说明

图1是化成中铅膏的转化方向。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

1、电池型号：46b24r，额定容量45ah。单体极板片数+5/-6，正极板铅膏量88g/片，负极板铅膏量60g/片。

2、电池加酸密度1.19g/ml(25℃)，加酸量480ml/单格。

3、化成充电量计算：

3.1、化成总充电量：88×5×0.5＝220ah

3.2、第一步化成充电量：60×6×0.28＝100.8ah≈101ah

3.3、第二步化成充电量：(220-101)×0.8＝95.2ah≈95ah

3.4、第二步化成充电量：(220-101)×0.2＝23.8ah≈24ah

4、化成充电工艺：

因正极板为5片，且为并联方式连接。尽管第一步化成工艺是按负极铅膏量充电，但是充电时电流从正极流向负极，每片充电电流取3a，故取15a电流，又因为第一步化成工艺设计充电量为101ah，故时间取7h。15×7＝105＞101，表示充电合理。如大于15a，会加快极化、温升快，负极铅膏中的有机物添加剂的高温挥发现象发生，如小于15a，会延长生产周期等缺陷。

第一、第三、第五阶段的电流量逐渐减小，是因为第一阶段化成后，电池温度肯定会上升，如果此时不将电流减少，必须导致温度继续升高，不利于化成，以正极板片数的最大公约数来设计电流安数，可更好地完成充电工艺。

铅蓄电池容量与电压的关系呈线性关系，蓄电池在满荷电状态下放电时，以恒流放电，初期电压下降缓慢，中期电压下降加速，后期电压下降急剧。同理，如果以第一阶段电流恒流充电，随着化成时间推移，电压急剧上升，电化学极化增加，同时一部分电流会产生电解水，故采用降流式化成工艺，目的是均衡化成过程的电压，使电压上升的平稳，也减少电解水的现象。

5、试验

取15只化成后的电池，做相关试验，对比结果如下：

5.1、正极铅膏pbo2含量表，负极铅膏pb含量对比表：

由上表可以得知，经由本发明电池化成工艺生产的电池，正极板pbo2含量高于普通工艺7.56％，负极板pb含量高于普通工艺4.91％，正极板pbo2含量及负极板pb含量均高于普通工艺，故蓄电池有良好的初期性能和充放电性能；化成工艺采用分步休息式设计，有效地缓冲充电过程的电化学极化现象，使活性物质转化的更均匀、更彻底，有利于电池使用寿命的延长；整个化成工艺过程中，未采用大电流，故化成过程的温度均控制在40℃以下，有效保护了负极铅膏中的有机物添加剂的高温挥发现象，有利于电池低温性能的维持。

5.2、20hr容量对比表：

20hr容量是以额定容量值1/20的电流值对电池进行深度放电，是检测电池化成是否彻底的一个指标，小电流长时间的放电模式对活性物质转换率要求非常严格，如果化成不彻底，表示硫酸铅的含量高，深放电情况下不能彻底放出电量，故新工艺所制得的蓄电池有良好的20hr容量。

350a电流放电(即大电流放电，亦称高倍率放电)，即在短时间内有越多的反应物参与，才能释放出越多的电量，要求电池化成彻底的同时，活性物质要分布均匀，颗粒大小均匀，衡量的标准是30s电池电压≥7.2v，当30s时的电池电压值越高，表示电池性能越好。从上表数据中可以看出，新工艺的性能明显高于普通工艺，是因为化成电流的合理分布，使电解液中的h⁺和so4^2-的运动速度与电子的运动速度保持相对平衡，即有效控制电化学极化，以及化成过程中的温度控制有效改良了活性物质的均匀转化程度。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。