铅酸蓄电池内化成工艺研究
科技成果——节水型无镉铅蓄电池多阶段内化成工艺
科技成果——节水型无镉铅蓄电池多阶段内化成工艺技术开发单位超威电源有限公司适用范围铅酸蓄电池电池极板制造及组装生产过程成果简介化成是蓄电池制造十分关键的一道工序，其技术原理是利用化学和电化学反应使极板转化成具有电化学特性的正、负极板的过程，其转化过程的好坏将直接影响蓄电池的性能。
化成有外化成和内化成两种工艺，外化成工艺是把固化后的生极板置于带硫酸的化成槽内充电化成为熟极板，然后组装电池，最后再补充充电；内化成是把固化后的生极板直接组装电池，然后充电化成。
相比外化成工艺，内化成工艺省略了生极板在化成槽内充电化成为熟极板的过程，其优点是节约了化成槽用水，以及外化成完成后极板清洗用水。
工艺流程关键技术（1）板栅合金材料优选技术内化成电池广泛采用铅钙合金方案，其最大优点是具有优异的免维护性能。
但由于钙元素的存在，铅钙合金板栅与活性物质界面易生成硫酸铅、硫酸钙或半导体性质的氧化物阻挡层，增加电池内阻，出现“早期容量衰减严重和深循环寿命性能差”。
该项目研究一种铅钙基铅蓄电池板栅合金材料优选技术，解决内化成铅钙电池容量衰减和循环寿命短等问题。
（2）新型板栅结构设计技术板栅是活性物质的导电体和承载体，其结构设计对蓄电池的性能影响较大。
对于动力型铅蓄电池，在设计时应考虑板栅的厚度要适中、板栅的尺寸根据容量大小、筋条粗细、筋条布局等几个方面的问题。
其中筋条布局对电池的导电性和大电流充放电性能有着较大影响。
该项目研究一种新型板栅结构，以提高电池的大电流充放电性能。
（3）铅膏方法和新型添加剂技术铅膏相组成决定极板的容量和寿命。
该项目选择合适的和膏温度范围和添加剂，以提高铅膏中4BS含量，提高极板循环性能。
（4）固化工艺技术固化工艺控制对极板的容量、寿命、化成难易程度都有较大的影响。
该项目研究较合理的温度、湿度控制方案，以提高极板质量。
（5）内化成充放电技术化成是蓄电池制造十分关键的一道工序，其转化过程的好坏都将直接影响到蓄电池的性能。
优化铅酸蓄电池化成工艺参数的研究
优化铅酸蓄电池化成工艺参数的研究随着当今社会的发展，铅酸蓄电池已经在日常生活中得到了广泛的应用，它们既可以作为储能设备，也可以作为电能的临时供应设备。
然而，为了使铅酸蓄电池的性能更好地发挥出来，优化其化成工艺参数是至关重要的。
首先，确定化成溶液的配比是优化铅酸蓄电池化成工艺参数的基础。
传统上，电解液的配比通常是一种可重复使用的水系统，但是由于这种液体总是在铅酸蓄电池出厂后经过一定时间的漂白处理，所以化成溶液的组成成分也会有所变化。
在研究中，经过实验对比，结果发现氢氧化铵的含量较高的化成溶液具有良好的化成效果，可以大大提高铅酸蓄电池的储能量，并且具有良好的冲击耐受性。
其次，研究表明，通过调节电解液的pH值可以改善铅酸蓄电池的化成效果，避免铅酸盐析出现负面影响，从而提高电池的性能。
根据有关研究结果，研究人员认为，在化成溶液中注入一定量的碱性离子可以改善pH值，b并且有助于加快离子的迁移，从而改善铅酸蓄电池的性能。
此外，研究表明，电解液的温度也是优化化成工艺参数的重要因素。
有关研究表明，当溶液温度处于室温时，电池元件的化成速率最快，可以大大加快化成过程的进行，而且提高电池的性能。
因此，在电解液的化成工艺中也应注意温度的控制。
最后，为了有效改善铅酸蓄电池的性能，研究人员提出了一些更加高效的方法，如快速冷却、超声波处理等。
综上所述，由于优化铅酸蓄电池的化成工艺参数可以有效改善电池的性能，因此这一研究领域仍在不断发展和完善。
综上所述，在优化铅酸蓄电池化成工艺参数方面，研究人员必须仔细考虑多种因素，如化成溶液的配比、温度和pH值等。
他们要深入研究不同的浓缩方案，并且要求控制电解液的收缩速率，努力实现对铅酸蓄电池性能的优化。
未来可以期待，研究人员将能够利用最新的技术和科学方法来提高铅酸蓄电池性能，为更多的社会需求提供更有效的储能设备。
铅酸蓄电池化成工艺流程
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优化铅酸蓄电池化成工艺参数的研究
优化铅酸蓄电池化成工艺参数的研究摘要：铅酸蓄电池是太阳能储能系统中最常使用的储能方式之一，而其化成工艺参数是影响电池寿命和性能的关键因素。
本研究旨在通过改变电池化成工艺参数，优化铅酸蓄电池的性能，并达到长期稳定的使用寿命。
首先，本研究介绍了铅酸蓄电池的化成工艺参数，包括电解液温度、充放电温度、充放电速率、电解液浓度、添加剂等。
其次，本研究对不同参数梯度下电池容量下降和放电特性进行了分析和研究，并讨论了不同参数对电池性能的影响。
最后，本研究通过实验证明，通过优化铅酸蓄电池的化成工艺参数可以有效提高电池的性能，并实现长期稳定的使用寿命。
关键词：铅酸蓄电池，化成工艺参数，性能，容量下降1.言铅酸蓄电池是当今最常用的蓄电池，在太阳能储能系统中占有重要地位，用来存储太阳能能量并不断释放。
铅酸蓄电池的化成工艺参数是其最核心、最重要的参数，已经被证实是影响电池寿命、容量和放电特性的关键因素。
因此，研究优化铅酸蓄电池的化成工艺参数，以提高电池的性能，实现长期稳定的使用寿命，具有重要的实际意义。
2.献回顾在过去的几年里，科学家们研究了铅酸蓄电池的化成工艺参数，以提高其性能和降低损耗。
Hussman等在2006年首次报道了铅酸蓄电池的化成工艺，着重介绍了在给定温度下电解液浓度和充放电速率对电池性能的影响，证明调节电解液浓度和充放电速率可以有效改善电池的性能。
Zeng等在2008年报道了铅酸蓄电池的化成工艺，设计了不同的化成参数，并对电池放电曲线进行了分析，认为控制充放电速率和充放电温度可以显著提高电池的性能。
近年来，Tamura等介绍了不同添加剂对放电特性的影响，并研究了添加剂对电池性能的影响，提出了一种新的电池优化化成方案，结果表明该方案可以改善电池的性能。
3.究方法3.1验材料本研究采用120Ah铅酸蓄电池，容量为120Ah，电压为12V，电池配置有3个模块，每个模块的电容值为40Ah。
实验中使用电解液电导率为1.180S/cm，pH为1.20，温度为25℃。
铅酸蓄电池化成工艺研究
铅酸蓄电池内化成工艺研究摘要：电池化成和槽化成相比，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。
节省了大量工时和能源，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，电池化成值得推广，而制定合理的电池化成工艺，是电池化成的关键。
关键词：电池化成化成制度反充失水量添加剂一、实验方法根据有关资料报道及相关的模拟试验，确定电池化成加酸密度为l.25g/cm3、(25℃)，并添加1%Na2SO4和一定量的2#添加剂(2#添加剂为公司机密在此不便公开)，加酸量按公司现行的加酸量执行，最大充电电流为0.15C~0.3C。
本次试验主要讨不同化成制度对电池化成的影响。
二、试验分析及讨论1、化成电量化成电量是影响电池化成的主要因素之一，化成电量过低，活性物质未能充分转换，二氧化铅含量低，导致电池初期性能能不好。
而化成电量高，除能量损耗增加外，化成过程的温升不易控制，气体对极板冲击也较大，会影响电池寿命。
因此，应选择合适的化成电量。
以RA12-100为例，见表1从表1可以看出，化成电量为5.0C时、二氧化铅含量偏低，化成电量为5.5C时，二氧化铅含量比较合适;化成电量为6.0C时虽二氧化铅含量较高，但充电时间稍长且充电过程电池温升也较大。
化成电量与活性物质富裕量有关，如RA12-100电池正极活性物质为9.8/Ah，活性物质富裕量越大，化成电量宜相应提高。
另外，化成电量与化成电流密度有关，化成电流密度越大，化成效率越低，则化成电量需提高；化成电流密度越小，化成效率越高，则化成电量可适当降低。
从上述分析可以看出，化成电量选用5.5C~6.0C比较合适。
.额定活性物质量低极板较薄的电池，化成电量选用5.5C。
额定活性物质量高极板较厚的电池，化成电量选用6.0C。
2.2化成方式由于电池化成酸量较低，酸比重较高，极化较大，电池反应效率降低，特别是极板深处的活性物质更不易转换。
一种富液式铅酸蓄电池内化成工艺研究
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入 电解 液 经 配 组 后 进 行 的充 电化 成 方 式 。 与外 化 成 工 艺 相 比 ，蓄 电池 内化 成 工 艺 相 对 简 单 ， 生产 周期 短 、节 能 降耗 、节 约 场 地 ，工 序
１ 试验
１ ． １样 品 电池 的 制备
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新能源汽车用电池内化成工艺探讨
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响， 从而优化 了 新 能源汽车用铅酸蓄电池的内化成工艺，满足新能源汽车领域市场对 电池使用寿
命 的要 求 。
关 键词 ：铅酸 蓄 电池 ；新 能 源汽车 ；充 电电流 ； 内化成 ；正 极二 氧化 铅转 化率 中图分 类号 ：Ｔ Ｍ ９ １ ２ ． １ 文献标 识码 ：Ｂ 文章 编号 ：１ ０ ０ ６ — ０ ８ ４ ７ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — ７ ５ ． ０ ４
铅酸蓄电池化成各阶段工艺研究
ZHANG Kai, LI Juan*, YANG Yunzhen, LU Chao, XIE Shuang (Chilwee Power Co., Ltd., Changxing Zhejiang 313100, China)
0 引言
在工业化生产过程中缩短电池化成周期，提高 化成效率是永恒的课题。在化成过程中，既要充入 足够的电量，又要防止过充电后气体的析出，使电 化学反应过程中固相物质与液相物质有效接触，提 高充电效率[1]。化成主要分为 3 个阶段：腐蚀层化 成阶段、活性物质化成阶段、去极化阶段。在腐蚀 层[2]化成阶段，主要完成板栅与活性物质之间腐蚀 层的化成。腐蚀层化成的好坏直接影响电池能量的 输入和输出效率。活性物质的化成分为活性物质聚 集层的化成和活性物质本体的化成。这一阶段，化
时间节点取出电池进行解剖，并做相应的分析。化 成充电过程采用三充两放制式，可分为 5 个阶段： 首次活化阶段、首次去极化阶段、二次活化阶段、 容量检测阶段、化成结束阶段。
由表 2 可知实验工艺在各阶段与现行工艺之间 存在的异同点：① 在首次活化阶段，增加了最大 充电电流值，缩短了化成充电时间，减少了充电电 量。② 在首次去极化阶段，放电电流由大变小， 并且深放电至 1.0 V/单格。③ 在二次活化阶段，增 加了最大充电电流值、化成充电时间和充电电量。 ④ 在容量检测和化成结束阶段实验工艺与现用工 艺相同。
收稿日期：2019-10-23 *通信作者
成电流、温度等参数对化成后活性物质的相组成和 形貌有较大的影响，直接决定了蓄电池活性物质的 寿命[3]。去极化阶段，此阶段主要是降低电池化成 充电过程中的气体析出，确保在电化学过程中固相 物质与电解液有足够的接触。蓄电池在化成后期有 大量的气体产生。由于这些反应是在固液界面完成 的，因此生成的气泡会堵塞多孔活性物质中的孔， 严重阻碍电解液进一步传输到未反应完全的活性物 质表面，影响化成充电的效率。在常规铅酸蓄电池 的内化成工艺后期，通常采用静置或放电方式进行 去极化来提高电化学反应效率，但是针对装配压力 大，铅膏表观密度高，电解液密度较高的深循环蓄 电池来说，效果并不理想[4-5]。本文中，笔者针对深 循环蓄电池的特征，寻找化成各个阶段的最优工艺 参数，尤其是在化成充电去极化过程采用深放电的 方式缩短化成周期，最终提高化成充电效率。
对大型阀控铅酸蓄电池极板两种化成工艺的讨论
Y般把生极板装配成蓄电池后，再加入电解液充电化成的工艺方法叫做“内化成”。
把先将生极板用化成槽充电化成的工艺方法叫做“外化成”中国在80年代未开始发展大型阀控式密封铅酸蓄电池，同时从国外引进和国内某专业研究所技术转让的“内化成”技术，开始用于生产—这种技术经过了这卜几年的生产实践。
尽管在不断改进提高，但从产品质量保证系数和质量成本等方面综合分析，“内化成”工艺仍值得进一步改进和探讨。
现就近十几年来的生产技术工作实践体会发表一些意见，以供同行参考。
1 两种“内化成”工艺(表1)1.1 生极板铅膏内含酸量为30g(纯硫酸)／kg铅粉，内化成时加入密度为1.250～1.255 (15℃)的硫酸溶液，加量按额定容量12mL／Ah(电液内有的添加1％(的无水硫酸钠)。
因为灌液时间较长，有的厂工艺规定不是灌注后立即通电，而是要浸泡4～8h，并采用表中第一种化成制度。
化成过程中电池内极群上面温度为20～45℃。
1.2 生极板铅膏内含酸量为40g (纯硫酸)／kg铅粉，内化成时加入的密度为1.230 (25℃) 硫酸溶液，添加量按额定容量计算14～15 mL/Ah (其中一般也添加1％的无水硫酸钠)；采用第二种内化成制度，电池内温度也控制在20～45℃，夏天用水浴冷却，由于电流较大，水分损耗，但因添加量较大，密度较低，充电时间较长，最后电液密度可上升至1.285～1.290 (25℃)。
2 两种“内化成”工艺的效果比较与分析2.1 从化成质量来看，第二种工艺山于耗电量大、时间长，三充两放时间共需130 h，化成较为彻底。
初容量不合格的在0.1％以下。
而采用第一种“内化成”工艺的除了铅膏配方上有些差异外，就是充电电量较少、时间较短，共需103 h，但化成不够彻底，初容量不合格的往往为2％～5％，而且解剖观察正极板有花白的现象严重。
如果用深循环的办法充放试验，则会出现容量明显衰减的情况。
多年的生产实践表明，采用“内化成”工艺，如果第一次化成不透，以后就再难以补救，在深循环使用的情况下，早期容量衰减现象十分突出。
铅酸蓄电池两种化成工艺的简述和比较
目录摘要-------------------------------------------------------------11 前言----------------------------------------------------------12 槽化成----------------------------------------------------------1 2.1不焊接化成 -----------------------------------------------------2 2.2 焊接化成 ------------------------------------------------------2 2.3 化成充电 ------------------------------------------------------3 2.4 化成电解液密度的确定-------------------------------------------32.5 化成电流控制---------------------------------------------------33 电池化成-------------------------------------------------------3 3.1 电池化成细节---------------------------------------------------43.2 电池化成的优缺点-----------------------------------------------54 结束语-----------------------------------------------------------5 参考文献-----------------------------------------------------------5铅酸蓄电池两种化成工艺的简述和比较李越南摘要:在铅酸蓄电池的生产过程中，极板化成是一个关键环节，在这工序中将完成非活性物质铅膏向荷电活性物质的转变, 使正、负极板达到所期望的荷电状态, 即有预期的电极电位正极板、负极板。
基于铅酸蓄电池内化成工艺充电机的研究与设计
是外 化成 ， 外化 成 电池 相 比 内化 成 电池 的优 点是 技 术 成 熟 ，电
马 斯定 理 的脉冲 充 电方案 。
一
图 １ 基 于 马斯 定 律 的 电 池 充 电 曲线
２ ）充 电方 案 设计 。本 文在 马 斯定 律 的基础 上 ， 设 计 了一 种 新 的充 电方 案 ，在 充 电的初 始阶 段 ， 先采 用 小 电流 的恒流 充 电。 这 是 因 为充 电开 始 阶段 ，电池 产 生 的极 化 反 应较 小 ， 此时 采 用 恒流充 电 ， 可 以在 短时 间 内有 效 的提 升 蓄 电池 的 容量 ，并且 能
所示 。
１ 内化成 电池充电工艺难点
现阶段 ， 基 于 内化 成 工 艺 ， 对 蓄 电池进 行 化 成 充 电 ， 主 要 难 点有 ：
１ ） 内化 成 充 电过 程 中蓄 电池 内部 温度 过 高 。内化 成 充 电过 程中 ， 蓄 电池 内部 的温 度 一 般不 宜超 过 ６ ０ ℃ 。如 果温 度 过 高 ， 蓄 电池 内部 的 各种 活 性 物质 的活 度将 会 增 加 ， 可 能会 导致 极 板 上 产 生结 晶 以及 电池 过 充 的 可 能 ， 从而 损 害 蓄 电池 。 由 于 内化 成 工 艺 相 比 于 外化 成 工 艺 ， 没 有 专 门 的水 槽 给 电池 进 行 降温 ， 因此 ， 如 何 控 制充 电过 程 中 的温 升 是 困扰 内化成 充 电工 艺 的一 大 难题 。 ２ ）充 电过 程 中 的极化 现 象 。极化 现 象也 是影 响 充 电效 率 的 大 因 素 。在 充 电过程 中 ，蓄 电池 内部会 发 生 电化 学 反 应 ， 从 而产 生 极 化 。极 化 现 象主 要 有三 种 ： 欧姆 极 化 ， 浓 差 极 化 和 电 化 学极 化 。如 果 不 能控 制 好 充 电过 程 中 的极 化 现 象 ， 则 会 导致 蓄 电池 内部温 度 升 高 ， 可 接 受 的充 电 电流变 小 ， 从 而 影 响 充 电
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铅酸蓄电池内化成工艺研究
摘要：电池化成和槽化成相比，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。
节省了大量工时和能源，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，电池化成值得推广，而制定合理的电池化成工艺，是电池化成的关键。
关键词：电池化成化成制度反充失水量添加剂
一、实验方法
根据有关资料报道及相关的模拟试验，确定电池化成加酸密度为l.25g/cm3、(25℃)，并添加1%Na2SO4和一定量的2#添加剂(2#添加剂为公司机密在此不便公开)，加酸量按公司现行的加酸量执行，最大充电电流为0.15C~0.3C。
本次试验主要讨不同化成制度对电池化成的影响。
二、试验分析及讨论
1、化成电量
化成电量是影响电池化成的主要因素之一，化成电量过低，活性物质未能充分转换，二氧化铅含量低，导致电池初期性能能不好。
而化成电量高，除能量损耗增加外，化成过程的温升不易控制，气体对极板冲击也较大，会影响电池寿命。
因此，应选择合适的化成电量。
以RA12-100为例，见表1
从表1可以看出，化成电量为5.0C时、二氧化铅含量偏低，化成电量为5.5C时，二氧化铅含量比较合适;化成电量为6.0C时虽二氧化铅含量较高，但充电时间稍长且充电过程电池温升也较大。
化成电量与活性物质富裕量有关，如RA12-100电池正极活性物质为9.8/Ah，活性物质富裕量越大，化成电量宜相应提高。
另外，化成电量与化成电流密度有关，化成电流密度越大，化成效率越低，则化成电量需提高；化成电流密度越小，化成效率越高，则化成电量可适当降低。
从上述分析可以看出，化成电量选用5.5C~6.0C比较合适。
.额定活性物质量低极板较薄的电池，化成电量选用5.5C。
额定活性物质量高极板较厚的电池，化成电量选用6.0C。
2、化成制度
2.l反充(反极极化)
在电池化成前，采取适当的反充对电池寿命有一定好处，对活性物质的转换有促进作用，以RAI2-100电池为例，充量为5.8C，见表2
从表2可以看出，适量反充，可提高电池初始容量。
但是，反充转向正充需将电池完全去极化放电(放至接近0V最后可以短接一段时间)，放电时间较长。
因此，反充时间应加以控制，可选择0.5~1小时。
2.2化成方式
由于电池化成酸量较低，酸比重较高，极化较大，电池反应效率降低，特别是极板深处的活性物质更不易转换。
因此，应在化成过程中，增加一次或多次的放电过程，这样可降低极化，提高化成效率。
并且增加充放电循环，可提高正极β-PbO2含量，能提高电池的初始容量。
电池化成应采用多次充放的化成方式，特别是极板较厚的电池。
本次试验采用三种工艺进行，从测试的结果来看，电池放电性能均可以达到标准要求，正极板硫酸铅的白斑面积也大大降低，白斑面积约为极板表面积的l-3%.
以RA12-100为例，见表3
从表3可以看出工艺3的测试结果最好且化成时间也最短。
工艺l和工艺2最大充电电流为0.15C，工艺3最大充电电流为0.3C，三种工艺都有多次放电过程。
3，电池化成的失水量
知道电池化成的失水量，可有效指导加酸量和加酸密度的选择，并对确定电池化成后硫酸的密度有帮助。
单格电池额定失水量，见表4
从表4可以看出，化成电量为5.5C~6.0C(电池温度控制≤55℃)其失水率约为
l.28-1.55g/cell.Ah，井且采用相同的化成电量，极板越厚，失水量越大，这是因为较厚的极板，额定容量较大，而采用相同的化成电流其表现化成电流密度较大，因此失水较快。
为了避免电池在化成时失水过多，可在化成过程中采取一些必要的措施来防止失水或酸雾外溢。
如在安全阀上加冷凝管或加大一些的安全阀等。
4、关于化成温度的控制
由于电池化成电解液密度较高，电池热反应加快，而酸量又相对较低，不能及时散热。
因此，电池内部温度很高，加酸初期可达70℃，化成中后期温度会超过75℃，而温度太高，加大失水量，对极板寿命不利，电池初期容量也低。
因此，电池化成必须采用温控措施。
本次试验采用循环水冷却方式，由于充电初期电流较大，电池内部温度较高，在化成过程中加点冰块井用风扇吹。
加酸至充电时间控制在4小时以内，若加酸后搁置时间过长则在后面的充电过程温升将无法控制。
要求水温控制在55℃以内。
对于批量生产，可采用循环水加冰冷却。
从这次试验来看，采用循环水加冰冷却无论电池的初始容量还是电池的内阻都过到了预期目的。
5、电池化成与极板化成性能对比
以RA12-100为例，见表5
表5可以看出，电池化成较极板化成而言，10小时率和lC放电差异不大。
内阻较小，浮充电压稍显不均衡，这可与极板的化成质量有密切关系。
在这次试验中还发现经过一次C10循环后，电池内阻有适当的降低，浮充电压差异无明显变化。
而经过三次C10循环后，容量和浮充电压的一致性都很大的提高。
5、添加剂对电池化成的影响(正极添加红丹和天然磷片石墨)
红丹的主要成分是Pb3O4，为PbO利PbO2的混合物，作为添加剂加入正极活性物质中，起成核作用，促进活性物质的转换，又因其本身处于高氧化状态，能够降低化成能量损耗和缩短化成时间。
由于红丹不易制备，并且受时间的影响，本次试验未进行深入研究，只作了一次模拟试验。
添加天然磷片石墨主要考虑正极板导电性，在试验中化成时间明显缩短。
以RA12-100为例，见表6
从表6可以看出，正极添加适量的红丹和天然磷片石墨，利于电池化成反应的进行，并能降低化成电量缩短化成时间，从而降低能量损耗。
三、试验结论
综上所述，可得出如下结论:
1、采用合理的电池化成电量和化成工艺，电池化成质量能得到保证。
2、电池化成的电性能及均衡性比极板化成稍低。
3、正极添加适量的红丹和天然磷片石墨缩短化成时间降低能量损耗。