小密电池内化成试验

小密电池内化成试验小密电池的内化成工艺在我们国内还在探讨阶段，国内大多数厂家习惯于极板外化成，因为这样极板质量相对容易控制，但内化成也有它的优势，比如有利于环保、生产成本低、生产设备投入低、生产占地面积小等，这些都为行业工作者所熟知。在近几年的内化成研究中多数研究者采用脉冲充电设备(包括正脉冲和正负脉冲充电设备)，考虑到脉冲充电设备价格高加之现在多数厂家现有的充电设备都是普通充电设备，因此我们试图探索用普通充电设备进行内化成，下面是我们的实际试验过程，介绍出来供行业参考。一．加酸情况1．加酸密度：试验采用酸密度1．27克／立方厘米(25。C)；整个充放电过程结束后，测量电解液密度为l．40克／立方厘米，充电过程中fa-j}t"充酸35毫升。由此看来，首次加酸密度较高，加酸密度高除了影响电池使用寿命外也使得化成难度增加。这一问题的解决从两个方面着手：一，减小电解液密度，减小至1．24克／立方厘米；二，合理设置化成电流大小，尽量提高化成效率、减小耗水量。中间补充电解液2～3次。2．小结：通过实践表明首次加酸密度l．24克／立方厘米，加酸量l65毫升较好，中间补加电解液控制在25毫升左右。二．温升情况1．加注电解液后的温升：加注电解液后铅膏中的Pb0与电解液中的硫酸反应属于放热反应，因此电解液温度会增高，温度升高的幅度与硫酸浓度有关。我们在环境温度为10℃的环境中，用降温水槽(水温l0℃)进行降温，把电池放在降温水槽中，水深和极板高度相当，加入密度l．27克／立方厘米25℃的电解液，电池内温度变化情况见．下表(表50)：附表50：电池温升情况酸液温度(℃)5min温度(℃)12min温度(℃)20min温度(℃)30min温度(℃)2528334241槽外水温度由l0。C逐渐升高到16℃。根据以上的数据看，内化成电池在加液后的温升情况比较明显，温度上升过高，这个试验是在100C的环境下进行的，可想，如果在夏季，环境温度在25～350c的环境中，电池在加注电解液后的温升会升到50℃以上，甚至会超过60℃。这是很危险的，过高的温度可更进一步的提高电解液与铅膏的反应速度，引起温度的进一步升高，反应的结果生成硫酸铅结晶，使得化成难以进行彻底。同时过高温度对隔板的影响也比较严重，降低隔板的强度使短路的可能性大大增加。因此，在夏季环境温度较高的情况下，单单考虑用水槽降温的方法是不可靠的，必须采取其它的方法给予配合，比如另加风冷或对电解液进行降温处理后再加入电池中。2．充电过程中的温度变化：根据我们的试验证明，只要电流密度设置合理，在充电过

程中的温度升高并不大，这部分不像充电前加酸后这段时间温度的变化那么快，温度相对好控制得多。只要用降温水槽就完全可以解决温升问题。三．充电情况1．充入电量与放出电量的关系充入电量和放出电量的关系与很多因素有关，具体如下：·与环境温度有关，在环境温度25温度左右较好；●与电解液的密度有关，电解液密度低些有利于化成的进行；●与加液后存放的时间有关，存放时间过长生成的硫酸铅过多，在化成时硫酸铅难以转化；·与充电的电流密度有关，电流密度设置过大，极化现象比较严重，一部分电量通过电解水和转换为热能消耗掉，没有用于活物质的转换。电流密度在充电的不同阶段要有不同的设置，前期因活物质大部分没有得到转换电极电位较低，充电接受能力好，活物质转换效率高、此时电流密度可设置大些；后期反之电流密度可设置小些。根据不同的化成阶段对电流密度进行合理的设置包括中间加入适当的休眠时间是提高化成效率的关键，这也是普通充电设备与脉冲充电设备在设置方面的区别。脉冲充电设备可以减轻极化现象。·与铅膏配方有关，为解决内化成活物质难以转化的问题，在铅膏配方中有意加入有利于化成的添加剂；·与极板固化工艺有关，采用中温、高湿固化比较适应于内化成；·与合膏工艺、浸酸工艺有关，采用较高氧化度的铅粉、高温合膏、低密度酸液浸酸工艺较好。综上所述情况，在内化成生产中，采用有益于活物质转化的正极活物质配方，合适的合膏、浸酸、固化工艺，尽量解决化成转换难的问题，在化成的前期、中期、后期分别设置不同的电流密度，在化成后期适当设置短时间多处的休眠，以减少极化的累积和保持极板内部电解液的浓差交换，化成转换率平均在十分之一，即每充入lOAh的电量可转化成1Ah的电量。2．充电过程中的放电前期采用浅放电、后期配组时采用深放电，这样可节约充电电量、减少化成时问。3．充电过程中的耗水与补加电解液首次加注l65毫升密度为1．22一-"1．24克／立方厘米的硫酸溶液，此时上面要有富液壶，以免酸液溢出。中间补加同密度的电解液20一30毫升。4．充电工艺与改进充放电工艺参见表51附表51：充放电工艺表阶段模式电流时间电量备注1充电0.85A0.5h0.425Ah2充电3A39.95h119.85Ah119.85Ah(10×0.75C：)3静置0.1h4充电2A12.75h25.5Ah10X0.15C：5充电1.7A15h25.5Ah10×0.15C26静置0.1h7放电8.5A0.1h-0.85Ah

8充电1.7A1h1.7Ah9充电0.85AlOh8.5Ah10放电8.5A终止电压：10.5V，配组11充电3A4.25h12.75Ah0.75C：12充电1.7A3h5.1Ah0.35C。充电1A6.8h6.8Ah以上总时间约为95.5h，充入总电量为206.125Ah。相当于额定容量的12.125倍。5．充入总电量与外化成电量的比较及成本分析根据以上总充入电量12倍额定容量的基本数据，结合我们一般电池生产时所用电量为4．5倍额定容量的基本数据，两者差值就是内化成多用电量，即：12—4．5=7．5倍。则17Ah电池内化成多用电量为：17×7．5=127．5Ah，折合2．1度电，以每度0．75元计算，则每只电池多用掉电费：0．75×2．1=1．575元。而外化成需要电费每吨约800元(以0．75元／度计算)，折合每套电费3．48元。如此计算每套可节省3．48—1．58=1．9元。另外，内化成极板不需要在铅粉中添加阻氧化剂、省掉了固化后期的工资和化成后浸渍用阻氧化剂，所以成本还会降低。四．