膠體鉛酸蓄電池內(nèi)化成工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鉛酸蓄電池膠體電解質(zhì)內(nèi)化成工藝，其核心工藝為采用湍流微積分充電原理，利用膠體電解質(zhì)自身的高度觸變性能，在整個電池化成過程中，保持膠體電解質(zhì)始終處于液化狀態(tài)，利于電解質(zhì)和活性物質(zhì)的相互滲透，提高化成充電效率，膠體電解質(zhì)自然固化。膠體電解質(zhì)成膠后，能形成無數(shù)的微小裂紋，有利于氧循環(huán)，減少水份損失，整個使用過程中不會水化，提高鉛酸蓄電池的性能。電池充電接受能力提高，從原來充電總量的75％被電池接受提高到95％被電池接受。
【專利說明】膠體鉛酸蓄電池內(nèi)化成工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及膠體鉛酸蓄電池內(nèi)化成技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在膠體鉛酸蓄電池中，由于正負(fù)極都由膠體電解液包圍著，因此正極上產(chǎn)生的氧氣要通過膠體電解液中的裂紋擴(kuò)散到負(fù)極完成氧循環(huán)，因此，膠體電解液中的裂紋質(zhì)量直接影響到電池的質(zhì)量。現(xiàn)有的膠體電解液在裂紋質(zhì)量上還沒有達(dá)到令人滿意的程度，有改進(jìn)的余地。同時當(dāng)前的膠體內(nèi)化成工藝是先灌酸化成，而后把酸倒出再灌進(jìn)膠體電解質(zhì)，此工藝生產(chǎn)的電池由于電解液硫酸和后期加的膠體電解質(zhì)沒有經(jīng)過充分剪切攪拌，很容易分離，造成電池在后期使用中膠體水化漏酸。
[0003]本技術(shù)采用鉛酸蓄生極板電池直接灌膠，利用膠體的觸變性能，在整個化成過程中,膠體保持較好的流動性能，利于膠體電解質(zhì)滲透到極板活性物質(zhì)內(nèi)部，使極板內(nèi)部膠體和極板間隙的膠體成為一個均相導(dǎo)體。克服了傳統(tǒng)工藝的酸液與膠體分層析出的缺陷，化成時間可以縮短50%。
[0004]本技術(shù)生產(chǎn)的鉛酸蓄電池以其經(jīng)濟(jì)性在動力、通訊、電力等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是膠體鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)上能夠做到密封，在充放電時沒有酸霧的發(fā)生，使用也更加方便。膠體鉛酸蓄電池是利用陰極吸收原理來實現(xiàn)密封的。電池充電時，正極會析出氧氣，析出的氧氣流向負(fù)極在負(fù)極板處使活性物質(zhì)海綿狀鉛氧化并生成水，補(bǔ)充了電解而失去的水。由于氧循環(huán)抑制了氫氣的析出，而且氧氣參與反應(yīng)又生成水，因此，膠體鉛酸蓄電池不僅氫氣和氧氣的析出量很少，電池不容易失水，長期性能穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的:
[0006]1.生極板電池直接加膠化成。
[0007]2.整個化成過程利用工藝進(jìn)行電池內(nèi)部溫度自控，不需外界循環(huán)冷卻水強(qiáng)制降溫。
[0008]3.電池具有高質(zhì)量裂紋
[0009]4.膠體電解質(zhì)良好觸變性能利于生產(chǎn)過程化成充電。
[0010]5.電池后期使用時，電解質(zhì)均相穩(wěn)定，不會出現(xiàn)水化現(xiàn)象。
[0011]本發(fā)明的第一技術(shù)方案為，采用湍流充電的特性，根據(jù)被充電電池的實時溫度，采用溫度傳感器反饋到計算機(jī)，由此控制充電機(jī)，調(diào)整充電電流的大小，在不同的溫度區(qū)間通過計算機(jī)控制，采用不同的充電與放電的頻率得到湍流；在同一個溫度區(qū)間，通過時間控制器，調(diào)整充電電流強(qiáng)度可以更好的控制溫度，整個化成過程以溫度控制為主控。以20AH的電動自行車電池為例，內(nèi)化成需要總的充電量為AmHm，我們將溫度從25°C到55°C分為5個溫度區(qū)間(25°C -35°C, 35°C -40°C,40°C -45°C,45°C -50°C, 50°C -55°C )，在每一個溫度區(qū)間內(nèi)，采用三種不同的充電電量AlHl ；A2H2 ；A3H3 (m = 1+2+3共五個溫度區(qū)間)。總體效果是膠體電解質(zhì)始終處于不規(guī)則剪切攪拌狀態(tài)，保持電解質(zhì)在整個化成過程中不會凝膠，利于電解質(zhì)與活性物質(zhì)相互滲透，利于電池接受充電。
[0012]第二技術(shù)方案為，利用微積分充電原理，根據(jù)電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)速度自動調(diào)整充電電流，保證充電電量轉(zhuǎn)化率，利于電池化成。
[0013]第三技術(shù)方案為，利用充電機(jī)的微積分充電原理，協(xié)助電解質(zhì)保持更加合理的化成溫度，從而不需要循環(huán)水降溫
[0014]由此，利用電解質(zhì)的較強(qiáng)觸變與滲透性能，在少許外力的作用下，能夠有效的滲透到活性物質(zhì)內(nèi)，使電池內(nèi)部界面電阻明顯降低,提高電池充電接收能力,保持較高的電池有
效容量。
[0015]并且，利用電解質(zhì)的高度滲透性能，降低電池充電時化學(xué)內(nèi)阻，電池能夠保持合理的化成溫度，不需循環(huán)水降溫。第三技術(shù)方案為，利用充電機(jī)的微積分充電原理，協(xié)助電解質(zhì)保持更加合理的化成溫度，同時也保持合理的充電電流，不需要循環(huán)水降溫，并滿足工藝要求。
[0016]第四技術(shù)方案為，在第三技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，陽極使用鉛鈣合金材料。
[0017]第五技術(shù)方案為生極板電池直接加膠體電解質(zhì)，進(jìn)行電池內(nèi)化成，而不需用熟極板化成或者是生極板電池先用酸化成，控出酸后在加膠體重新化成。
[0018]由技術(shù)方案一至三可知，由于采用了湍流微積分充電機(jī)，能夠提供膠體在化成過程所需的外界剪切力，加上膠體電解質(zhì)本身敏感的觸變性能，因此能夠有效的做到生極板直接加膠化成，鉛酸蓄電池膠體電解質(zhì)成膠后，能夠產(chǎn)生許多微小的裂紋，有利于膠體鉛酸蓄電池在充電過程中氧循環(huán)，減少水份損失，同時因為自然成膠，在后期電池使用時終身不會水化，提高鉛酸蓄電池的性能。
[0019]此外，鉛酸蓄電池膠體電解質(zhì)成膠后，能夠產(chǎn)生許多微小的裂紋，有利于膠體鉛酸蓄電池在充電過程中氧循環(huán)，減少水份損失，終身膠體電解質(zhì)不會水化，提高鉛酸蓄電池的性能。
[0020]根據(jù)第四技術(shù)方案可知，由于膠體鉛酸蓄電池的板柵為鉛鈣合金，還可抑制鉛鈣合金陽極膜的生長，降低陽極膜的阻抗。
[0021]根據(jù)第五技術(shù)方案可知，由于生極板直接加膠化成，取消了原來極板化成的6個以上生產(chǎn)工序；相對目前的內(nèi)化成，取消了先加酸化成，而后倒出酸的工序，相對節(jié)省化成時間7天以上。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]下面對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0024]本發(fā)明的鉛酸蓄電池膠體化成工藝如下:首先對生極板電池直接灌注膠體而無需添加酸；然后使用具有湍流充電特性的充電機(jī)對鉛酸膠體蓄電池進(jìn)行充電，保持電池內(nèi)部具有較高的剪切力，使電解質(zhì)在化成過程中始終保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，從而保持膠體電解質(zhì)始終處于液化狀態(tài)，不會凝膠。[0025]該充電機(jī)具有變頻微積分充電特性，保持合理的充電電流電池(額定容量的
0.1-0.3倍率為充電電流值變化區(qū)間)，從而能夠提高電池充電能力接收效率，利用充電機(jī)的微積分充電原理，協(xié)助電解質(zhì)保持更加合理的化成溫度，從而不需要循環(huán)水降溫。
[0026]由此使得膠體電解質(zhì)具有良好的觸變特性,膠體電解質(zhì)成膠后,相位穩(wěn)定。電池內(nèi)化成過程不需循環(huán)冷卻水降溫。
[0027]此外該鉛酸膠體蓄電池的陽極使用鉛鈣合金材料。
[0028]通過上述內(nèi)化成工藝得到的鉛酸膠體蓄電池實際容量高于同型號其他工藝生產(chǎn)的膠體電池。
[0029]本發(fā)明的膠體電解質(zhì)內(nèi)化成工藝可適用于任何形式的鉛酸蓄電池。使用本發(fā)明工藝生產(chǎn)的膠體蓄電池不僅具有運(yùn)輸方便和使用環(huán)境的無酸霧污染等優(yōu)點，由于成膠后，能形成無數(shù)的微小裂紋，還從根本上解決電池失水，防止電池?zé)崾Э?，抑制極板硫酸鹽化，提高電池充電接受能力，抑制極板脫粉，延長電池使用時間。
[0030]本發(fā)明的膠體鉛酸蓄電池使用鉛鈣合金板柵。氫和氧在鉛鈣合金板柵電極上有較高的析出超電勢，因此失水緩慢，可以達(dá)到免維護(hù)的技術(shù)要求。當(dāng)前其他工藝生產(chǎn)的膠體蓄電池板柵表面容易形成高阻抗鈍化膜，其嚴(yán)重地阻礙著電池充放電過程的進(jìn)行，使得電池的早期容量損失(PCL)現(xiàn)象加劇，從而限制了他的使用。本發(fā)明的膠體電解質(zhì)電池內(nèi)化成工藝可抑制鉛鈣合金板柵表面的高阻抗鈍化膜(陽極膜)的生長，減低其阻抗，并可減少在高陽極電位時氧氣的析出，改善了使用鉛鈣合金板柵的膠體蓄電池的性能。關(guān)于膠體鉛酸蓄電池，除使用本發(fā)明提供的膠體電解質(zhì)電池內(nèi)化成工藝外，其余均采用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，在此就不再贅述。
[0031]本發(fā)明采用膠體電解質(zhì)直接灌裝生極板電池化成，從根本上解決了電池成膠困難和電池成膠后淅水的問題，解決了膠體電池化成工藝復(fù)雜，周期過長無法量產(chǎn)適應(yīng)市場需求的問題。
【權(quán)利要求】
1.一種鉛酸膠體蓄電池內(nèi)化成工藝，其特征在于使用生極板并對生極板直接灌注膠體電解質(zhì)，從而進(jìn)行電池內(nèi)化成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸膠體蓄電池內(nèi)化成工藝，其特征在于不需要使用酸化成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉛酸膠體蓄電池內(nèi)化成工藝，其特征在于使用湍流充電機(jī)的湍流充電特性，保持電池內(nèi)部具有較高的剪切力，使電解質(zhì)在化成過程中始終保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，從而保持膠體電解質(zhì)始終處于液化狀態(tài)，不會凝膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉛酸膠體蓄電池內(nèi)化成工藝，其特征在于利用變頻微積分充電原理，保持合理的充電電流，使得額定容量的0.1-0.3倍率為充電電流值變化區(qū)間，從而提高電池充電能力接收效率。5.一種根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉛酸膠體蓄電池內(nèi)化成工藝制備的鉛酸膠體蓄電池，其特征在于陽極使用鉛鈣合金材料。
【文檔編號】H01M10/12GK103618116SQ201310662146
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】羅宜恒, 李純真, 張華堂 申請人:北京清大環(huán)科電源技術(shù)有限公司