專(zhuān)利名稱(chēng)：非循環(huán)電解液鋅－溴電池化成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非循環(huán)電解液鋅-溴電池化成充放電方法，尤其涉及該鋅-溴電池出廠前的化成充放電方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)以來(lái)，由于大量汽車(chē)的使用造成了日益嚴(yán)重的城市大氣污染，促使我們不得不考慮用電動(dòng)汽車(chē)來(lái)代替燃油汽車(chē)，以解決城市環(huán)境污染和將要到來(lái)的石油資源枯竭問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)的心臟是動(dòng)力電池，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池與一般汽車(chē)啟動(dòng)蓄電池不同，它是以中等電流持續(xù)放電為主，間或以大電流放電(用于啟動(dòng)、加速、爬坡)。近年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池制造技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，尤其是鋅-溴電池能在很多方面滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池，具有成本低、壽命長(zhǎng)、能量密度高、電性能特性好、能在常溫工作、無(wú)污染以及安全性好等優(yōu)點(diǎn)，所以越來(lái)越受到重視。
在鉛蓄電池的生產(chǎn)中，極板化成是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因?yàn)樵谶@一工序中，將完成非活性物質(zhì)向荷電活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)變，使正、負(fù)極板達(dá)到所期望的荷電狀態(tài)，即有期望的電極電位，克服電池的初期容量低和電解液不易控制等缺點(diǎn)。而鋅-溴電池的正極反應(yīng)為，負(fù)極反應(yīng)為，正極反應(yīng)生成的Br2與正極添加劑復(fù)合生成溴絡(luò)合物。因?yàn)殇\-溴電池的電極反應(yīng)中不涉及活性物質(zhì)組織的轉(zhuǎn)變，所以一般不考慮化成問(wèn)題。但是本發(fā)明人通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)鋅-溴電池組在裝入電池殼前進(jìn)行低壓力下的小電流深度放電和充電，并在化成過(guò)程中進(jìn)行壓力調(diào)整，能夠有效地增加電池的容量、降低電池內(nèi)阻。其原理可能是由于化成過(guò)程中使得正極添加劑在正極孔隙間分布更加均勻，使負(fù)極表面上鋅的優(yōu)先生成點(diǎn)減少或消失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在鋅-溴電池出廠前，用電池化成設(shè)備和加壓設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行充放電和壓力調(diào)整，能夠充分的激活電池的活性物質(zhì)，降低電池的內(nèi)阻，使電池的技術(shù)參數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)(1).首先將制作的單體電池極片按正負(fù)相間順序排列好，用電解液浸泡1～10小時(shí)，一片正極和一片負(fù)極稱(chēng)為一個(gè)正負(fù)極對(duì)，每個(gè)單體電池的正負(fù)極對(duì)在1～200個(gè)之間，優(yōu)選50-100個(gè)；(2).然后加壓至每個(gè)正負(fù)極對(duì)的厚度為1～5mm，再將每塊單體電池(2)的正、負(fù)極極耳分別連接在一起，然后將單體電池之間進(jìn)行連接，根據(jù)化成電源的情況化成時(shí)單體電池之間可以串連也可以并聯(lián)，其數(shù)量可以在1～300個(gè)之間，優(yōu)選20-200個(gè)；(3).先用I10進(jìn)行放電至單體電壓為0～-0.6V，然后用I10進(jìn)行充電，充電時(shí)間為T(mén)＝1.2C1/I10，然后用I3進(jìn)行放電至電池電壓為-0.3V；(4).對(duì)單體進(jìn)行加壓，加壓后單體電池的厚度為原來(lái)的7/8，用I10進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用I3進(jìn)行充電，時(shí)間為T(mén)＝1.2C1/I3，然后用I3進(jìn)行放電至電池開(kāi)路電壓為-0.3V；(5).重復(fù)步驟(4)n次；(6).將電池加壓至原始厚度的3/4，然后裝殼、封蓋、安裝極柱等；(7).將組裝好的電池用I10進(jìn)行充電，充電時(shí)間為T(mén)＝1.2C1/I10，然后用I3進(jìn)行放電至電池開(kāi)路電壓為-0.3V。
其中I10是指用10小時(shí)將電池的額定容量放完所需的電流；I3是指用3小時(shí)將電池的額定容量放完所需的電流；C1是指用1小時(shí)率的電流放電測(cè)得的電池的容量，n為1-8，優(yōu)選3-6，最優(yōu)選4-5；在這個(gè)技術(shù)方案中，采用了逐漸增加壓力的方法，每次沖放電之后都把單體加壓，能夠改善電池化成效果。
通過(guò)在電池出廠以前，用電池化成設(shè)備和加壓設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行充放電和壓力調(diào)整，能充分的激活電池的活性物質(zhì)，使電池在出廠前達(dá)到其額定值，在用戶(hù)需要時(shí)能馬上投入使用，并有利于長(zhǎng)期存放。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為電池加壓和接線圖。
圖2為組裝后電池化成充、放電接線圖。
圖中1.電池加壓設(shè)備 2.n塊單體電池 3.電池化成機(jī) 4組裝后電池組。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，這些附圖為圖示說(shuō)明，在實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品中還需要其他裝置，這些輔助裝置的提供不構(gòu)成本發(fā)明的一部分。附圖僅舉例說(shuō)明了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案和本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，不是為了限制本文描述和要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例是為了舉例說(shuō)明本發(fā)明的特定優(yōu)選的實(shí)施方案，并不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1將20塊設(shè)計(jì)容量為150AH的單體電池(2)進(jìn)行組裝，每個(gè)單體電池內(nèi)包括35片正極和35片負(fù)極間隔排列，裝在塑料袋內(nèi)進(jìn)行8小時(shí)浸泡，然后倒掉電解液將其壓在加壓設(shè)備上，此時(shí)每個(gè)正負(fù)極對(duì)的厚度控制在5mm，單體厚度控制在180mm；
將每塊單體電池(2)的正、負(fù)極極耳分別連接在一起，然后將單體電池之間進(jìn)行串連再和化成電源(3)正、負(fù)極分別連接，先用15安培的電流進(jìn)行放電至單體電壓為-0.3V，然后用15安培的電流進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用50安培的電流進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用15安培的電流進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用50安培進(jìn)行充電，時(shí)間為T(mén)＝3.6小時(shí)，再用50安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；對(duì)電池組增加壓力，使加壓后的單體電池(2)的厚度為150mm，用15安培進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用50安培進(jìn)行充電，時(shí)間為3.6小時(shí)，再用50安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用15安培電流進(jìn)行充電至單體電池電壓為1.0V，然后用100安培的電流進(jìn)行充電，時(shí)間為108min，然后用50安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；將單體電池(2)加壓至120mm，裝殼、封蓋、安裝極柱；將組裝好的電池(4)按圖二進(jìn)行接線用15安培進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用50安培進(jìn)行放電至電池電壓為-0.3V。
經(jīng)上述化成方法化成的電池，經(jīng)測(cè)定容量為158～164AH，而未經(jīng)化成的電池容量?jī)H110～121AH。
實(shí)施例2將30塊設(shè)計(jì)容量為150AH的單體電池(2)進(jìn)行組裝，每個(gè)單體電池內(nèi)包括35片正極和35片負(fù)極間隔排列，裝在塑料袋內(nèi)進(jìn)行2小時(shí)浸泡，然后倒掉電解液將其壓在加壓設(shè)備上，此時(shí)每個(gè)正負(fù)極對(duì)的厚度控制在4.5mm，單體厚度控制在170mm；將每塊單體電池(2)的正、負(fù)極極耳分別連接在一起，然后將單體電池之間進(jìn)行串連再和化成電源(3)正、負(fù)極分別連接，先用10安培的電流進(jìn)行放電至單體電壓為-0.3V，然后用18安培的電流進(jìn)行充電，充電時(shí)間為10小時(shí)，然后用60安培的電流進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用15安培的電流進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用60安培進(jìn)行充電，時(shí)間為3小時(shí)，再用60安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；對(duì)電池組增加壓力，使加壓后的單體電池(2)的厚度為140mm，用15安培進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用60安培進(jìn)行充電，時(shí)間為3小時(shí)，再用60安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用15安培電流進(jìn)行充電至單體電池電壓為1.0V，然后用100安培的電流進(jìn)行充電，時(shí)間為108min，然后用60安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；將單體電池(2)加壓至120mm，裝殼、封蓋、安裝極柱；將組裝好的電池(4)按圖二進(jìn)行接線用15安培進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用60安培進(jìn)行放電至電池電壓為-0.3V。
經(jīng)上述化成方法化成的電池，經(jīng)測(cè)定容量為153～159AH，而未經(jīng)化成的電池容量?jī)H110～121AH。
實(shí)施例3將35塊設(shè)計(jì)容量為150AH的單體電池(2)進(jìn)行組裝，每個(gè)單體電池內(nèi)包括35片正極和35片負(fù)極間隔排列，裝在塑料袋內(nèi)進(jìn)行1小時(shí)浸泡，然后倒掉電解液將其壓在加壓設(shè)備上，此時(shí)每個(gè)正負(fù)極對(duì)的厚度控制在4.5mm，單體厚度控制在160mm；將每塊單體電池(2)的正、負(fù)極極耳分別連接在一起，然后將單體電池之間進(jìn)行串連再和化成電源(3)正、負(fù)極分別連接，先用10安培的電流進(jìn)行放電至單體電壓為-0.3V，然后用10安培的電流進(jìn)行充電，充電時(shí)間為18小時(shí)，然后用60安培的電流進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；
用10安培的電流進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用60安培進(jìn)行充電，時(shí)間為T(mén)＝3小時(shí)，再用60安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；對(duì)電池組增加壓力，使加壓后的單體電池(2)的厚度為135mm，用10安培進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用60安培進(jìn)行充電，時(shí)間為3小時(shí)，再用60安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用10安培電流進(jìn)行充電至單體電池電壓為1.0V，然后用120安培的電流進(jìn)行充電，時(shí)間為90min，然后用60安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；將單體電池(2)加壓至120mm，裝殼、封蓋、安裝極柱；將組裝好的電池(4)按圖二進(jìn)行接線用15安培進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用60安培進(jìn)行放電至電池電壓為-0.3V。
經(jīng)上述化成方法化成的電池，經(jīng)測(cè)定容量為150～158AH，而未經(jīng)化成的電池容量?jī)H110～121AH。
實(shí)施例4將20塊設(shè)計(jì)容量為100AH的單體電池(2)進(jìn)行組裝，每個(gè)單體電池內(nèi)包括23片正極和23片負(fù)極間隔排列，裝在塑料袋內(nèi)進(jìn)行8小時(shí)浸泡，然后倒掉電解液將其壓在加壓設(shè)備上，此時(shí)每個(gè)正負(fù)極對(duì)的厚度控制在5mm，單體厚度控制在120mm；將每塊單體電池(2)的正、負(fù)極極耳分別連接在一起，然后將單體電池之間進(jìn)行串連再和化成電源(3)正、負(fù)極分別連接，先用10安培的電流進(jìn)行放電至單體電壓為-0.3V，然后用10安培的電流進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用50安培的電流進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用10安培的電流進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用30安培進(jìn)行充電，時(shí)間為T(mén)＝4小時(shí)，再用50安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；
對(duì)電池組增加壓力，使加壓后的單體電池(2)的厚度為100mm，用10安培進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用30安培進(jìn)行充電，時(shí)間為4小時(shí)，再用50安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用15安培電流進(jìn)行充電至單體電池電壓為1.0V，然后用60安培的電流進(jìn)行充電，時(shí)間為2小時(shí)，然后用50安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；將單體電池(2)加壓至80mm，裝殼、封蓋、安裝極柱；將組裝好的電池(4)按圖二進(jìn)行接線用10安培進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用50安培進(jìn)行放電至電池電壓為-0.3V。
經(jīng)上述化成方法化成的電池，經(jīng)測(cè)定容量為105～112AH，而未經(jīng)化成的電池容量?jī)H71～80AH。
實(shí)施例5將20塊設(shè)計(jì)容量為60AH的單體電池(2)進(jìn)行組裝，每個(gè)單體電池內(nèi)包括14片正極和14片負(fù)極間隔排列，裝在塑料袋內(nèi)進(jìn)行8小時(shí)浸泡，然后倒掉電解液將其壓在加壓設(shè)備上，此時(shí)每個(gè)正負(fù)極對(duì)的厚度控制在5mm，單體厚度控制在70mm；將每塊單體電池(2)的正、負(fù)極極耳分別連接在一起，然后將單體電池之間進(jìn)行串連再和化成電源(3)正、負(fù)極分別連接，先用6安培的電流進(jìn)行放電至單體電壓為-0.3V，然后用6安培的電流進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用20安培的電流進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用6安培的電流進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用20安培進(jìn)行充電，時(shí)間為T(mén)＝3.6小時(shí)，再用20安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；對(duì)電池組增加壓力，使加壓后的單體電池(2)的厚度為60mm，用6安培進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用20安培進(jìn)行充電，時(shí)間為4小時(shí)，再用20安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；用6安培電流進(jìn)行充電至單體電池電壓為1.0V，然后用20安培的電流進(jìn)行充電，時(shí)間為3.6小時(shí)，然后用20安培進(jìn)行放電至單體電池電壓為-0.3V；將單體電池(2)加壓至50mm，裝殼、封蓋、安裝極柱；將組裝好的電池(4)按圖二進(jìn)行接線用6安培進(jìn)行充電，充電時(shí)間為12小時(shí)，然后用20安培進(jìn)行放電至電池電壓為-0.3V。
經(jīng)上述化成方法化成的電池，經(jīng)測(cè)定容量為64～67AH，而未經(jīng)化成的電池容量?jī)H41～45AH。
權(quán)利要求
1.一種非循環(huán)電解液鋅-溴電池，其特征在于對(duì)電極進(jìn)行了化成處理。
2.權(quán)利要求1所述的非循環(huán)電解液鋅-溴電池，其電極的化成處理特征在于(1).首先將制作的單體電池極片按正負(fù)相間順序排列好，用電解液浸泡1～10小時(shí)，一片正極和一片負(fù)極稱(chēng)為一個(gè)正負(fù)極對(duì)，每個(gè)單體電池的正負(fù)極對(duì)在1～200個(gè)之間；(2).然后加壓至每個(gè)正負(fù)極對(duì)的厚度為1～5mm，再將每塊單體電池(2)的正、負(fù)極極耳分別連接在一起，然后將單體電池之間進(jìn)行連接，其數(shù)量可以在1～300個(gè)之間；(3).先用I10進(jìn)行放電至單體電壓為0～-0.6V，然后用I10進(jìn)行充電，充電時(shí)間為T(mén)＝1.2C1/I10，然后用I3進(jìn)行放電至電池電壓為-0.3V；(4).對(duì)單體進(jìn)行加壓，加壓后單體電池的厚度為原來(lái)的7/8，用I10進(jìn)行充電至單體電壓為1.0V，然后用I3進(jìn)行充電，時(shí)間為T(mén)＝1.2C1/I3，然后用I3進(jìn)行放電至電池開(kāi)路電壓為-0.3V；(5).重復(fù)步驟(4)n次；(6).將電池加壓至原始厚度的3/4，然后裝殼、封蓋、安裝極柱等；(7).將組裝好的電池用I10進(jìn)行充電，充電時(shí)間為T(mén)＝1.2C1/I10，然后用I3進(jìn)行放電至電池開(kāi)路電壓為-0.3V。
3.權(quán)利要求2所述的化成處理，其中單體電池之間根據(jù)電源的情況可以串連也可以并聯(lián)。
4.權(quán)利要求2所述的化成處理，其中所述浸泡的時(shí)間為4-6小時(shí)，單體電池正負(fù)極對(duì)的數(shù)量為50-150個(gè)，單體電池的數(shù)量為20-200個(gè)。
5.權(quán)利要求2所述的化成處理，其中重復(fù)步驟(4)的次數(shù)為1-8次。
6.權(quán)利要求2所述的化成處理，其中重復(fù)步驟(4)的次數(shù)為3-6次。
7.權(quán)利要求2所述的化成處理，其中重復(fù)步驟(4)的次數(shù)為4-5次。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種化成處理的非循環(huán)電解液鋅—溴電池，并且提供了一種非循環(huán)電解液鋅—溴電池的化成方法。在非循環(huán)電解液鋅—溴電池出廠前，用電池化成設(shè)備和加壓設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行充放電和壓力調(diào)整，能夠充分的激活電池的活性物質(zhì)，降低電池的內(nèi)阻，使電池的技術(shù)參數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號(hào)H01M10/44GK1627555SQ20031011735
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者邵光杰, 王道才, 劉天江, 張煥娟, 馮超, 徐群平 申請(qǐng)人:北京瑞源通動(dòng)力電池技術(shù)有限公司