铅酸蓄电池两种化成工艺的简述和比较

目录

摘要-------------------------------------------------------------1

1 前言----------------------------------------------------------1

2 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-------------------------------------------3

2.5 化成电流控制---------------------------------------------------3

3 电池化成-------------------------------------------------------3 3.1 电池化成细节---------------------------------------------------4

3.2 电池化成的优缺点-----------------------------------------------5

4 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。这一工序好坏是决定电池性能，本文主要就电池的两种化成工艺，也即槽化成和内化成，加以简单的探讨。

关键词:铅酸蓄电池；槽化成；电池化成

1. 前言

国内的化成工序应该说仍以极板化成（即外化成，也叫槽式化成）为主, 这主要是市场周转慢, 企业更倾向干荷电产品的使用，该类电池出厂时为密封不荷酸状态，存放期要比其它电池长得多，使用时只需加入配好的硫酸电解液即可使用。近些年，随着密封型蓄电池的出现、汽车厂协作配套的加强、电动助力车行业的异军突起和环境问题的日益为人们所意识到, “电池化成（即内化成）”快速兴起, 有替代极板化成的趋势；然而就目前而言，国内的电池内化成工艺仍是不成熟的，享有该技术还是国内几家资金雄厚和研发实力强的大型企业，且处于寡占状态；其次是电池内化成生产出来的电池产品，容易产生PCL现象（即早期容量损失），工艺技术仍有待深入研究；另外电池化成需投入相应的配套生产设备和管控设备，除了技术原因之外，成本更是企业决定产品开发与否的考虑因素。笔者结合自身多年的工作经验，简单探讨一下化成两种工艺，不当之处还请读者指正。

2 槽化成

如化成生产工艺流程图（图2-1）所示，槽化成又可细分为焊接化成和不焊接化成。

极板化成生产工艺流程图如下2-1。

图如下2-1 极板化成生产工艺流程

2.1.不焊接化成

将正、负极相间地插入化成槽内，相同极性的极板排在同一边，形成多极板的正、负极群进行充电化成。化成结束，取出极板，用水洗涤极板的残留酸液，然后转入相应环境进行干燥。

不焊接化成在极板化成的生产中，不焊接化成工艺以劳动强度低和生产效率高的优点而被普遍采用，但不焊接化成工艺生产的同批极板之间的质量差异比焊接化成工艺的要大，而且普遍。

极板质量不一致主要表现在正板。极板化成完，会发现同批甚至同一化成槽中极板质量的不一致：①化成过程，同槽并联的化成极板，会出现冒气泡不同，通过量测电压，其实测值也不一致。②正极板的外观色泽从黑褐色到浅黑色的差异，出槽时能见到白色的花板，有内黑外白和内外全白的白板。③将外观符合要求色泽有差异的极板或同槽测得电压不同的极板，进行转化率测试，转化效果相差能大于10％以上。④将有质量差异的极板，进行电池组装，容量测试结果与正常极板组装的电池容量进行对比，电池开路电压和额定容量一致性较差，特别是白板组装成的电池，电压还会明显偏高。

不焊接化成，极板的质量差异普遍存在，容易出现不合格板，最易出现花白板，也就是转化率和极板表观问题。现场通常采用的补救措施有，转化率不达标的极板，适当的增加化成电量，延长化成时间；而花白板，先进行挑选、收集和集中再化成。产生质量差异和白板的主要原因是，化成中的极板耳部与化成槽内的导棒接触电阻有关。化成时，正、负极板的耳部分别搭在化成槽内的正极导电棒和负板导电棒上。由于极板耳部与导电棒接触面积和压力不一，从而造成接触电阻的不一。在整个化成过程，问题会有增无减。因为化成的开始阶段，正板上活物质因化成反应，一方面生成PbO2，另一方面通过化学反应生成PbSO4；负板上活物质一方面因化成反应生成海棉状Pb，另一方面通过化学反应生成PbSO4。与电解液接触的极板表面反应更加顺利。根据板册结构和化成的机理可知，极板化成过程是从铅膏内部向外扩展。当化成到一定时间，正极板表面全部为白色PbSO4层。由物质的电阻排列顺序：Pb> 海棉状Pb > PbO2 >PbO> PbSO4可以看出，PbSO4电阻最大。随着电化学的进行，电接触面不紧密，而使导电接触面积减少，氧化面积增加，同一单元槽内，极板间导电性也减少，开始接触电阻稍大的极板发生化成滞后，活物质反应不完全，或者最终导致花白板，接触面电阻再大一些的出现内黑外白的白板，化成导电接触面似接实非接触的便是内外全白的白板。因些化成一开始时极板与导电棒的电接触是关键。根据极板化成中充电接收情况和充电效率，合理的安排不同电流的分阶段(初始电流小，中间大电流，快结整束时，降低电流)化成，使化成充电效率提高，总的充电安时量可以减少，生产消耗电能减少，降低本。即解决了极板与导电棒间的电接触问题，又取得了节能减排效果。

2. 2 焊接化成

焊接化成又称装配槽化成，即将正、负极相间地排列后，装配成两个"半电