详细信息

高功率电池内化成脉冲充电技术应用

高功率电池内化成脉冲充电技术应用

讨并请指教


蓄电池的性能除了与本身的品质因素有直接的关系外,还与蓄电池的充电方式有紧密的联系,内化成充电技术已被广泛应用,内化成与槽化成相比,无酸雾逸出,更加环保。

目前国内电池厂家采用了电池内化成工艺, 应用在电动自动车、电动摩托车用的小密电池,有些已采用脉冲内化成的化成方法。但对大密电池,尤其是高功率大密电池。由于电池容量大、充放电电流大,脉冲充电化成方法都还处于摸索阶段。

本文介绍高功率电池内化成脉冲充电技术应用,

采用高功率电池,使用一种缩短高功率阀控式密封铅酸蓄电池化成时间,间歇式正脉冲内化成方法,测试结果显示,与常规化成相比,脉冲化成既能保证电池质量,又能缩短化成充电时间,提高生产效率,减少电池场地占用。

普通内化成方法,用恒定电流进行充电,当电池电压达到极限值后,继续充电将导致电解水反应。电池放电时普遍存在着极化现象,电位偏离平衡状态,使电池放电时端电压低于电池的标准电极电位,充电时端电压高于标准电极电位。电池的极化组成:

1)欧母极化:由电池连接各部份电的电阻造成,其所造成的压降遵循欧母定律,电流减小,极化减小,电流停止后极化消失。

2)电化学极化:由电极表面电化学反应的迟缓性造成。随着电流减小电化学极化显著降低。

3)浓差极化:由于溶液中离子扩散过程的迟缓性,造成在一定电流下电极表面与溶液本体浓度差,产生极化。随着电流下降,浓差极化逐渐降低。脉冲过程通过中间暂停和反向放电方式可消除欧母极化和电化学极化,减小浓差极化。

普通内化存在化成时间长、生产效率低的缺点,严重影响电池产量。化成充电是电池制造过程中时间*长、占用厂房面积*大的工序。如何在保证质量的前提下,采用脉冲内化成提高生产效率一直是大密阀控式密封铅蓄电池生产厂家在努力探索的工艺问题。

高功率电池内化成脉冲充电技术应用

试验电池用GFM-1250W高功率电池,化成所用的充电机为300V200A大功率脉冲充放电机。按照高功率电池工艺进行加酸。

将加好电解液的电池联接好,静置2小时后开始化成,采用间歇式正脉冲内化成工艺,过程分为三个阶段。

**阶段为间歇式正脉冲化成,脉冲的频率为0.1Hz,正脉冲的幅值为0.3C0.4C,脉冲的时间为68s,间歇时间为24s,共进行2628小时。**阶段结束后,静置2030min,再以0.3C放电1h

第二阶段采用间歇式正脉冲化成,脉冲频率为0.1Hz,正脉冲的幅值为0.2C0.3C,正脉冲的时间为68s,间歇时间为24s,共进行1618小时;第二阶段结束后,静置2h,再以0.1C放电10h

第三阶段采用间歇式正脉冲化成充电,脉冲频率为0.1Hz,正脉冲的幅值为0.1C0.2C,正脉冲的时间为68s,间歇时间为24s,共进行68小时;以上C代表电池额定容量。

间歇式正脉冲内化成方法采用了三充两放的步骤,逐步减少正脉冲幅值和阶段充电时间,很好地适应了高功率铅酸蓄电池充放电特性。化成充电过程中,电池在接受一个正脉冲后,有24s的间歇时间,使电解液有充足的时间扩散到极板内部,减小了电解液的浓差极化。

另外,蓄电池每接受一次68s的正向脉冲充电,就有24s充分的散热时间,避免了电池充电过程中的发热累积,提高了充电效率。在化成充电一个阶段完成后,采用集中静止放电(相当于一个长周期负脉冲),有利于电解液充分扩散,减小极化电阻,为下一个阶段充电做好准备。比多个间歇式负脉冲放电效率更高,更加有利电解液充分渗透至极板内部,使电池的均匀性、一致性更好。

高功率电池内化成脉冲充电技术应用

化成结束后,抽取2只脉冲工艺化成电池与2只普通工艺化成电池进行恒功率放电测试,测试结果如表一。

表一:恒功率放电试验

终止电压(V

放电时间(min

放电功率(W

1#电池(普通化成工艺)

2#电池(普通化成工艺)

3#电池(脉冲化成工艺)

4#电池(脉冲化成工艺)

1.60

15

1312

1320

1446

1443

1.70

1213

1208

1330

1335

1.80

1090

1096

1199

1205

1.90

976

983

1075

1072

解剖两个电池,正极板用流动的水冲洗至中性,然后在6 0℃的烘箱中干燥24小时,分别取极板上部、中部和下部的活性物质测量二氧化铅的含量,其中极板上部的二氧化铅含量87.1%,中部的86.7%,下部的为86.3%,极板化成效率高、均匀性好。化成充电后的电解液密度为1.31 gcm。任意抽取其中2只电池放在25的环境中,以10小时率放电至电池的终止电压1.8 V,放电时间均在11h以上,且容量一致性较好。

高功率电池内化成脉冲充电技术应用

讨并请指教