高倍率阀控密封铅酸蓄电池制造方法及铅酸蓄电池与流程

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体为高倍率阀控密封铅酸蓄电池制造方法及铅酸蓄电池。

背景技术：

在通信电源领域，目前，隐隐地有铅酸被锂电替代的架势，但由于数据中心的超然重要地位，铅酸蓄电池长期稳定的安全性，高倍率阀控密封铅酸蓄电池依然稳稳地占据该市场绝大部分的份额。随着电子政务和电子商务的发展，一些大型的政府数据中心、行业数据中心和企业数据中心已经建立起来，或正在筹建之中。因此，在国内外市场上，高倍率铅酸蓄电池的需求几年之内仍然很大。新的发展趋势是，仍然主要使用高倍率阀控密封铅酸蓄电池，备用时间越来越短，可靠性要求越来越高。互联网公司提出由25min、20min向10min、8min发展的需求，且多是高压系统，一组电源需要几百只左右串并联。

根据这些突出的应用变化，这几年来，蓄电池制造厂家迅速做出了及时的应对，薄极板技术越来越畅销，承诺的功率也越来越高。综上，高倍率放电技术得到了极大地提高。近年，为了能够得到客户的好评，制造厂家纷纷推行了高倍率全检工艺，取消了传统的容判工序。然而逐渐发现，在出货前高倍率放电检验合格的电池，在发货后储存一段时间客户厂验或使用一段时间后，高倍率放电性能便不能再满足客户的需要，从而造成巨大的损失。

经过研究分析，发现主要是部分电池负极充电不足，导致放电容量偏低，拖垮了高压系统的整组高倍率放电性能。这主要与高倍率放电后充电特性有关。在以往的通信领域铅酸电池使用过程中，低倍率放电生成的硫酸铅沉积缓慢，结果持续地生长成分散的晶体沉淀在负极板栅的表面和极板内部；在如今的高倍率放电场景，电化学反应进行的快，硫酸铅成核速率快，结果致密的微小晶体主要在极板表面形成。低倍率放电后，极板内部和表面分散的硫酸铅迅速溶解，负极极板过充电量足够，就很容易被充足电。但高倍率放电后的充电，即使过充电量足够，也不能将硫酸铅完全转化回活性物质海绵状铅。与两个因素有关，一是高倍率放电只停留在极板表面，放电后酸的密度仍然处在较高的水平，降低了硫酸铅的溶解度；二是负极电位负移，充电量过早地用于析氢，析氢与氧发生再化合反应。

综上所述，为了快速适应数据中心10min/8min备电的需求，制造技术大部分精力集中在了提供高倍率放电上，而忽略了高倍率放电不同与以往的充电特性，导致后续储存后或使用一段时间后放电性能骤降。

既满足当今数据中心高倍率放电的变化，又保持阀控铅酸蓄电池一贯的可靠性，铅酸才不致被锂电所替代。新一代的高倍率阀控铅酸蓄电池就要解决高倍率放电后负极极板容易充电不足的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供高倍率阀控密封铅酸蓄电池制造方法，用以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高倍率阀控密封铅酸蓄电池制造方法，该方法中，对铅酸蓄电池采用阀控密封设计进行加工；增加负极板栅反应面积，并提高铅膏配比；提高隔板的回弹性能以抑制酸分层。

优选地，将铅酸蓄电池中负极板栅的反应表面积增加18％～22％，并使铅膏配比增大至72％～90％；

优选地，减小副反应的反应电流，抑制析氢过电位，并采用含锌量0.09％-0.11％的负极板栅合金；

优选地，减小正、负极板栅电子流动不平衡性特征，增大负极电导18％～23％，并将负极板栅表面加工出半放射状负极板栅结构；

优选地，增加负极极板的可利用酸15～25％，以减小电解液扩散产生的影响，增加负极极板厚度，使极板厚度达到1.5mm～2.1mm。

优选地，在隔板中添加优质细棉，保持隔板的压缩比20％，装配压达到60kpa～70kpa，湿/干态比达到96％，灌酸后能更好地保持装配压；抑制氧过量传输，从而抑制过量的氢氧再化合反应来改变副反应的反应电流。

优选地，降低电解液酸密度，并控制在1.280～1.304g/cm³。

这种高倍率阀控密封铅酸蓄电池，仍采用传统的阀控结构的基础上，高倍率放电性能满足数据中心10min/8min备电的需求。

本发明的另一个目的在于提供高倍率放电又储存及循环寿命长的阀控密封铅酸蓄电池，以提高电池安全性，满足高倍率放电需求的同时又能使使其在达到高倍率放电后负极极板容易被充满电。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：使用权利要求7所述制造方法制造的铅酸蓄电池，包括电池壳体，以及位于电池壳体中的正极极板、负极极板、隔板和电解液，其特征在于：该电池采用阀控密封结构设计；负极板厚度1.5mm～2.1mm，负极板栅合金含锌量0.10％，该负极板栅的表面设置纵横交错的横向筋条和纵向筋条，其中纵向筋条呈半辐射状分布，整个负极板栅的面积为336cm2，而负极板栅的反应表面积为400cm2；在负极板栅和正极板栅上涂抹铅膏，且负/正极铅膏配比72％～90％；电池电导2780s；该电池中电解液的酸密度1.280～1.304g/cm3，且负极极板的可利用酸为每单格260ml；所述隔板中分布设置细棉，其压缩比20％，装配压达到60kpa～70kpa，湿/干态比达到96％。该铅酸蓄电池不但能在出厂前高倍率检测性能优越，储存3年期间每两个月均充后高倍率放电，放电容量仍能达到额定容量的80％以上，可以有效解决现有同类电池在储存一段时间或在使用期间无法满足高倍率放电的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明铅酸蓄电池的负极板栅结构；

图2为本发明铅酸蓄电池的隔板干态压缩曲线图；

图3为本发明的铅酸蓄电池初期的p10min放电曲线；

图4为三组测试周期中静置期间开路电压变化曲线；

图5为三组测试周期中静置期间内阻值变化曲线；

图6为三组测试周期中铅酸蓄电池的高倍率放电容量与额定容量的比例变化曲线。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明提供如下实施例，高倍率阀控密封铅酸蓄电池制造方法。该方法中，对铅酸蓄电池采用阀控密封结构设计，对负极极板进行设计，具体地，改变一贯的薄极板设计，增加负极极板厚度至1.8mm，并采用含锌量0.10％的负极板栅合金，并增大负极反应的表面积，增加量控制在20％左右，同时设置负/正极铅膏配比为72％～90％；另外，减小正、负极极板电子流动不平衡性特征，而增大负极电导18％～23％，设计有利于电子传输的负极板栅结构，具体地，在负极板栅上加工由横向筋条和纵向筋条交错而成的栅网，且纵向筋条呈辐射状设置，其结构如图1所示。另外改变副反应的反应电流，辅助高端质量的隔板(其特性如图2所示)，具体地，在使用的隔板中添加优质细棉，保持隔板的压缩比20％，装配压达到65kpa，湿/干态比达到96％，灌酸后能更好地保持装配压，抑制氧过量传输，从而抑制过量的氢氧再化合反应。另外，降低电解液酸密度，并控制在1.301g/cm³，同时，增加负极极板的可利用酸约20％左右，以减小电解液扩散产生的较大影响。

根据以上制作方法制作高倍率阀控密封铅酸蓄电池，该电池仍然沿用紧凑的阀控密封铅酸蓄电池结构，包括电池壳体，以及位于电池壳体中的正极极板、负极极板、隔板和电解液，具体地，负极板栅合金含锌量0.10％，厚度1.6mm，该负极板栅的表面设置纵横交错的横向筋条和纵向筋条，其中纵向筋条呈半辐射状分布，整个负极板栅的面积为336cm²，而负极板栅的反应表面积为400cm²；在负极板栅和正极板栅上涂抹铅膏，且负/正极铅膏配比80％；电池电导2780s；该电池中电解液的酸密度1.295g/cm³，且负极极板的可利用酸为260ml；采用高端质量的隔板，该隔板中分布设置优质细棉，其压缩比20％，装配压65kpa，湿/干态比96％。

该铅酸蓄电池不但能在出厂前高倍率检测性能优越，储存3年期间每两个月均充后高倍率放电，放电容量仍能达到额定容量的80％以上，可以有效解决现有同类电池在储存一段时间或在使用期间无法满足高倍率放电的问题。

针对以上高倍率阀控密封铅酸蓄电池，做以下测试：

测试一：初期以市场10min备电要求的高倍率放电，放电电压曲线见图3，从图上可以看到，当终止电压10.5v，放电时间达到12min以上。高倍率放电后的电池，以2.27vpc浮充2个月。如此放电并浮充循环1080天，高倍率放电剩余额定容量的84％，整个测试周期中电池的高倍率放电容量与额定容量的比例变化见图6所示，静置期间开路电压变化如图4所示，静置期间内阻值变化如图5所示。

测试二：以市场10min备电要求的高倍率放电。之后2.27vpc浮充24h，开路静置10天，每静置60天直接以市场10min备电要求的高倍率放电。如此浮充、静置、高倍率放电并循环1080天，高倍率放电剩余额定容量的83％，整个测试周期中电池的高倍率放电容量与额定容量的比例变化见图6所示；静置期间开路电压变化如图4所示，静置期间内阻值变化如图5所示。

测试三：以市场10min备电要求的高倍率放电。之后2.27vpc浮充24h，开路静置20天，且每静置60天直接以市场10min备电要求的高倍率放电，见图4和图5。如此浮充、静置、高倍率放电并循环1080天，高倍率放电剩余额定容量的84％，整个测试周期中电池的高倍率放电容量与额定容量的比例变化见图6所示；静置期间开路电压变化如图4所示，静置期间内阻值变化如图5所示。

因此，本发明提供的高倍率阀控密封铅酸蓄电池制造方法以及以此方法制作的高倍率阀控密封铅酸蓄电池能够有保证数据中心10min/8min备电的需求，且解决了高倍率放电后负极容易充电不足的缺陷，通过修改负极极板的设计，并辅助高端质量的隔板，使充电过程主反应和副反应充电电流达到合理分配，从而达到高倍率放电后负极极板容易被充满电的目的。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。