一种铅酸蓄电池快速内化成充电方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铅酸蓄电池，具体涉及一种铅酸蓄电池快速内化成充电方法。
【背景技术】
[0002] 铅酸蓄电池内化成和外化成（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。节省了大量的能源 (纯水、酸和电等能源）、工时，占地面积小，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。极板不易为杂质所污染，能降低电池自放电，提高电池的一致性，延长 了电池寿命。并且，电池内化成减少废水废气的排放，从而减少了对环境污染，因此，电池内 化成值得大量推广。
[0003] 现有的内化成充电方法较多，如公开号为CN101853968A的中国专利文献公开了 一种备用铅酸蓄电池内化成充电方法，内化成充电总量为铅酸蓄电池额定容量的5~7倍， 总充电时间为95~105小时，期间经过2次放电、6次充电和1次静置，其中最大充电电流 0· 15Q。，最小充电电流0.03C1Q。
[0004][0005][0006] 现有的铅酸蓄电池内化成充电方法的充电时间大多在92-120小时，充电时间太 长，内化成效率低；电池初期容量及循环使用寿命不高，严重制约了企业的生产能力。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种可缩短电池充电时间、提高内化成充电效率的铅酸蓄电池快速 内化成充电方法，能有效解决铅酸蓄电池的初期容量小、循环使用寿命低等问题。
[0008] -种铅酸蓄电池快速内化成充电方法，依次进行下列步骤：
[0009] 步骤（a):预充电：以0· 06C3~0· 15C3充电0· 2~0· 5小时；再以0· 12C3~0· 15C3放电0.05~0. 1小时；
[0010] 步骤（b):梯度升流充电：0.09C3~0. 15C3下充电0.2~0.5小时；0· IC3~0.2C3下充电2~3小时；0. 15C3~0. 2C3下充电3~4小时；再以0. 12C3~0. 15C3放电0. 05~ 0. 1小时；
[0011] 步骤（c):循环充放：一次充电和一次放电为一个充放循环，各充放循环中，充电 量大于放电量；经过五次充放循环后转入步骤（d);
[0012] 步骤（d):以0· 15C3~0· 2C3充电4~5小时；以0· 15C3~0· 2C3充电2~3小 时；以0. 1C3~0. 15C 3放电0. 1~0. 5小时；
[0013] 步骤（e):梯度降流充电：以0· 15C3~0· 2C3充电2~3小时；以0· IC3~0· 15C3充电2~3小时；以0· 05C3~0· IC3充电1~2小时；
[0014] 步骤（f):静置、容量检查放电：静置0. 5~1.0小时；以0. 3C3~0. 35(：3容量检查 放电3~3. 5小时；
[0015] 步骤（g):恒流充电：以0. 15C3~0. 2C3充电4~5小时；以0. 1C3~0. 15C3充电 3~4小时；以0.05C3~0.1 C3充电2~3小时；完成电化成充电。
[0016] 本发明提供的铅酸蓄电池快速内化成充电方法分27个充放电阶段，期间包括8次 放电和1次静置及1次容量检查配组，且每次充入的电量大于随后放出的电量，其中最大充 电电流0. 15C3-0. 20C3，最小充电电流0. 01C3~0. 05C 3。本发明方法的起始充电电流较大， 充电过程中的充放循环频率及强度设计合理，可有效减少浓差极化现象，减少极板上的活 性物质的晶体结构的损害，可延长铅酸蓄电池的循环使用寿命。根据GB/T18332. 1-2009国 家标准规定检测，本发明方法的铅酸蓄电池的循环寿命大于450次，铅酸蓄电池第一次放 电容量不低于100% (以额定容量计）。
[0017] 本技术方案中，(：3指3小时率额定容量，对应电流如0. 06-0. 15(：3指0. 06-0. 15倍 的3小时率额定容量对应电流。
[0018] 蓄电池在电流流过时，正负极均进行着化学反应，反应物的消耗使得正负极板表 面及附近的离子浓度和原来溶液中的浓度有些不同，由此引起的电位差的现象成为浓差极 化。浓差极化极大地阻碍了蓄电池的充电。
[0019] 化成工序中，化成电流是一个重要的工艺参数。化成电流的大小对于化成效率、化 成成本及极板的化成质量都有较大的影响。如果化成电流偏大时，则会导致电极的极化增 大，电压上升过高，气体析出过快，一方面可能造成极板活性物质变得疏松或者脱落，另一 方面会降低电流效率，使耗能增加，同时，电解液的温升也会变快。当化成电流偏小时，电流 密度降低，化成充电电量不足，会导致极板化成不充分。
[0020] 本技术方案中，步骤（a)中，在0. 06C3~0. 15C3的起始电流下，有利于极板表面形 成均匀致密的界面结构和正极活性物质，从而使电池在放电过程中，极板的软化速度大幅 放缓。
[0021] 步骤（b)中，电池经过梯度升流充电，增加了电池的可接受能力，同时可较大程度 的降低较大电流对极板的伤害。经过梯度升流充电后，再进行步骤（c)的循环充放，充分降 低甚至消除电化成过程中电池的极化。
[0022] 作为优选，步骤（C)中，电池按以下方式进行循环充放：
[0023] 第一循环充放：以0. 15C3~0. 2C3充电4~5小时：再以0. 12C3~0. 15C3放电 0. 05~0. 1小时；
[0024] 第二循环充放：以0. 15C3~0. 2C 3充电4~5小时；再以0. 2C 3~0. 25C 3放电 0. 5~1小时；
[0025] 第三循环充放：以0. 15C3~0. 2C 3充电4~5小时；再以0. 2C 3~0. 25C 3放电 0. 5~1小时；
[0026] 第四循环充放：以0. 15C3~0. 2C 3充电4~5小时：再以0. 3C 3~0. 35C 3放电 0. 5~1小时；
[0027] 第五循环充放：以0. 15C3~0. 2C 3充电4~5小时；再以0. 3C 3~0. 35C 3放电 1. 5~2小时；充电完成后转入步骤（d)。
[0028] 步骤（c)中，充放电过程循环交替进行，以0. 15C3~0. 2C 3的较大电流充电4~5 小时，待充到一定电压（接近蓄电池析气点的电压）时，然后开始放电，且随充人电量的增 加而渐渐递增循环放电深度。本技术方案中，充放电电流设计合理，且放电电量小于充电电 量，能充分控制甚至消除电池充电过程中产生的极化，且能缩短电化成充电时间，能较大程 度降低电化成充电过程中的析气。
[0029] 循环充放结束后，电池的极化比较少，经过步骤（d)的两充一放后再进行步骤（e) 的梯度降流充电。
[0030] 随着充电的进行，过大的电流不仅起不到加快充电速率的作用，反而会引起水的 电解，影响电池的寿命。步骤（e)的梯度降流充电可优先降低充电后期电流对电池的损伤。
[0031] 经过梯度降流充电后，经过静置后再在0. 3C3~0. 35C 3电流下进行容量判定（检 测）3~3. 5小时。
[0032] 检查完成后进过恒流充电，提高内化成的深度，充分激活电池潜能，延长电池使用 寿命。
[0033] 作为优选，所述的铅酸蓄电池为电动道路车辆用铅酸蓄电池。
[0034] 作为优选，铅酸蓄电池中，硫酸电解液的浓度为I. 15-1. 25g/mL。
[0035] 铅酸蓄电池硫酸电解液浓度的变大，电池的自放电现象会明显增强，板栅的腐烛 程度也会加速，这就加快导致极板上活性物质二氧化铅的脱落。随着铅酸蓄电池内硫酸电 解液浓度的增加，最终会引起电池使用循环次数的减少。铅酸蓄电池硫酸电解液浓度大，硫 酸铅在未化成极板中的生产量增大，导电不良的硫酸铅增加，会导致相对通电量减少，从而 降低化成效率。
[0036] 作为优选，铅酸蓄电池在经过真空灌酸后，在10_15min内置于循环水浴槽中，当 电池温度降至40°C以下时，开启充电机进行步骤（a)-步骤（g)。
[0037] 作为优选，循环水浴槽中，冷却水浴温度自动控制在25_30°C。
[0038] 作为优选，在内化成充电过程中，电池内部温度低于55°