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。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。

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。