本發(fā)明涉及鉛蓄電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鉛蓄電池內(nèi)化成及配組方法。
背景技術(shù)：
鉛蓄電池是一種廣泛使用的一種化學(xué)電源，該產(chǎn)品具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、適用范圍廣、原材料豐富、可再生使用，且造價低廉等優(yōu)點。近年來，隨著環(huán)保意識的增強及能源問題的日趨嚴重，鉛蓄電池作為動力電源在電動車系統(tǒng)中起著極其重要的作用。
單只電池由多只單體電池組成，其驅(qū)動能力有限，因此在實際應(yīng)用中，為了能夠為電動助力車為提供足夠的驅(qū)動力，需要將多只單只電池組合形成為具有高驅(qū)動能力的動力鉛蓄電池組。由于鉛蓄電池在使用過程中由于活性物質(zhì)脫落、硫化等原因，隨使用時間的增長，鉛蓄電池的容量為越來越低。因此，在由多只單只電池組成的動力鉛蓄電池組中，由于組成中的某一個單只電池的容量不一致，會出現(xiàn)單只電池的性能落后(一般為容量落后)，且單只電池的容量差異越大，出現(xiàn)單只落后的幾率就越高。且使用周期越長，其中落后電池容量將越低。某個單只電池的落后，必將影響整組電池的使用性能和使用壽命，至使電池使用壽命提前終止。因此，如何進行單只電池的配組直接影響了整個動力鉛蓄電池組的使用壽命。
另一方面，電動車電池市場的市場競爭是越來越利害，導(dǎo)致各家爭相降本，其中之一措施是取消了前段極板配重環(huán)節(jié)，造成極板克重的差異以及電池裝配壓力的差異均會影響電池化成效果，會造成配組假象，經(jīng)前期幾次循環(huán)又恢復(fù)了最佳性能，電池壓差即明顯升高。
市場上的電池組會存在早期單只落后及兩只落后現(xiàn)象，極為普遍。從大量的測試數(shù)據(jù)看，初期前5～10次的壓差在0.5v之內(nèi)，30次左右壓差1v，50次壓差已有2v甚至以上，大大制約了電池組的使用壽命。對此類電池組落后電池進行解剖分析發(fā)現(xiàn)，一般都是單格的問題，諸如缺酸、隔板破損(微短路)、虛假焊、裝配壓力小等原因。
然而，如何對前期不易找出的潛在問題(制作缺陷)進行有效的判定并剔除，勢必要挖掘出新的配組手段，準確的剔除諸如缺酸、隔板破損(微短路)、虛假焊、裝配壓力小等的制造缺陷，為電池配組提供更為有力的判定方法。問題電池提前剔除后，配組的精準度會有大幅度提升，電池組的循環(huán)壽命也將隨之延長，市場退返率將會有一定的降低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中無法對前期不易找出的細微制作缺陷進行判定的問題，提供了一種鉛蓄電池內(nèi)化成及配組方法，能夠?qū)⒁恍┚哂屑毼⒅谱魅毕莸男铍姵卦趦?nèi)化成過程中識別出并剔除不進入后續(xù)配組。
一種鉛蓄電池內(nèi)化成及配組方法，所述內(nèi)化成包括充放電階段、容檢放電階段和回充階段，所述容檢放電階段為：多個蓄電池相互串聯(lián)，先以電流1～3c安培進行定時間或定電壓放電，記錄每個蓄電池的終止電壓值為v1；再以電流0.5c安培放電至平均電壓10.2～10.5v，記錄每個蓄電池的終止電壓值為v2，容檢放電階段放出容量控制在1.0～1.1c安時；
所述配組包括以下步驟：
(1)計算待配組蓄電池v1的平均值，剔除v1小于其平均值0.97倍的蓄電池；
(2)剩余的蓄電池根據(jù)v2值進行分檔；
(3)測量蓄電池內(nèi)化成完成后，靜置一段時間的開路電壓；
(4)將同一檔內(nèi)開路電壓最大差值不大于20mv的蓄電池配為一組。
通過在內(nèi)化成的容檢放電階段先以大電流放電(1～3c安培電流)，將一些之前不易被前期檢測發(fā)現(xiàn)的較為細小的缺陷發(fā)現(xiàn)出來，避免進入后續(xù)配組過程，然后再以常規(guī)的較小的電流(0.5c安培電流)放電直到完成容檢放電過程。大電流放電的目的在于將一些細小的缺陷進行放大，從而被發(fā)現(xiàn)出來。電壓2為容檢放電后的終止電壓值，以電壓2為指標的分檔方式即為常規(guī)的以2小時率容量檢測結(jié)果為分檔指標的分檔方式。
以電流1～3c安培進行定時間放電時，放出其倍率容量的50％～100％。
以電流1～3c安培進行定電壓放電時，定電壓放電至單只電池電壓為10.8v～11.0v。
所述內(nèi)化成充放電階段包括以下步驟：
(1)線路檢查階段：以電流0.01～0.015c安培恒流充電2～5min；
(2)靜置階段：靜置0.5～1.5h；
(3)第一次充電階段：以電流0.03～0.1c安培充電0.15～0.5h，再以電流0.1～0.15c安培充電0.15～0.5h，再以電流0.2～0.3c安培充電15～25h，該階段充電容量控制在4～5.5c安時；
(4)第一次放電階段：以電流0.25～0.5c安培放電1～1.5h，放出容量控制在0.25～0.75c安時；
(5)第二次充電階段：以電流0.1～0.15c安培充電0.15～0.5h，再以電流0.2～0.3c安培充電12～16h，該階段充電容量控制在3～4c安時；
(6)第二次放電階段：以電流0.25～0.5c安培放電1～2h，放出容量控制在0.5～0.75c安時；
(7)第三次充電階段：以電流0.2～0.3c安培充電4～6h，再以電流0.15～0.2c安培充電3～5h，再以電流0.05～0.1c安培充電6～10h，該階段充電容量控制在2～4c安時。
所述回充階段包括以下步驟：以電流0.2～0.3c安培充電2～4h，再以電流0.15～0.2c安培充電1.5～3h，再以電流0.05～0.1c安培充電6～8h，該階段充電容量控制在1.3～1.8c安時。
所述內(nèi)化成工藝中電池電解液溫度控制在30～45℃。
檢測開路電壓前靜置時間為24h。
本發(fā)明鉛蓄電池內(nèi)化成及配組方法通過在內(nèi)化成過程的容檢放電階段先以大電流1～3c安培進行放電，再以小電流0.5c安培放電，根據(jù)大電流放電時的終止電壓剔除不合格蓄電池，然后以小電流放電時的終止電壓分檔，配組時以開路電壓進一步限制，有效的將存在缺陷的蓄電池剔除，提升蓄電池配組的準確性和一致性，從而延長蓄電池組的使用壽命。
具體實施方式
實施例1
同一批半成品6-dzm-20電池(極板批次工藝相同)，采用本發(fā)明的內(nèi)化成工藝，一種工藝化成3回路電池(共54只)，總化成電量245ah。先以1c2a電流高倍率放電容檢剔除異常電池后，再以0.5c容檢電壓進行分檔。同時與只以0.5c容檢電壓分檔進行對比測試。
化成工藝如表1所示。
表1
容檢電壓如下：
電壓1：1c2a電流放電至平均電壓10.9v或放電50分鐘時的電壓；
電壓2：0.5c2a電流放電至平均電壓10.2v或放電30分鐘的電壓。
54只電池的電壓1和電壓2的值如表2所示。
表2
計算電壓1的平均電壓為10.902v，以3％偏差設(shè)定其下限值為10.575v，電壓1低于10.575v的電池有8只電池(刪除線并加粗處)，將該8只電池剔除后，再以電壓2開展后續(xù)配組工藝；同時在不剔除時，單獨以電壓2作為條件進行配組的結(jié)果進行對比測試。
單獨以電壓2作為配組條件時的分檔：即以現(xiàn)行分檔工藝進行，分檔結(jié)果如表3所示。
表3
根據(jù)上述分檔條件，可以看出，同時符合電壓1與電壓2的剔除條件的只有2只電池，也就是說符合電壓1剔除條件的還有6只電池若只采取電壓2的條件是無法剔除，且進入配組程序。選取10檔電池進行配組測試(不考慮現(xiàn)行工藝的相鄰檔位的配組)，電池化成下線后靜置24h后，以開路電壓ocv進行配組(20mv內(nèi))。
配組標識：電壓1+2是采用電壓1先行剔除后再以電壓2配組；電壓2是僅以電壓2配組，每種配組方式各2組，每組4只電池，具體如表4所示。
表4
將各2組電池進行1c2a電流放電測試，然后進行100次循環(huán)測試。結(jié)果如表5所示，1c2a電流放電與循環(huán)100次的結(jié)果一致，采用電壓1+2的方式配組明顯要比常規(guī)只用電壓2配組方式有明顯優(yōu)勢，先看1c2a放電時間更為一致且達到放電較高水平。再看電池循環(huán)過程中，電池組各電池的放電電壓一致性也有了明顯的提升，容量平臺更高。通常對輕微問題的電池采用2hr放電時，初期是無法辨別的，從1c2a電流放電會將此問題放大，而得到排除不用于后期配組，提升整組電池壽命。
表5
實施例2
同一批半成品6-dzm-20電池(極板批次工藝相同)，采用本發(fā)明的內(nèi)化成工藝，一種工藝化成3回路電池(共54只)，總化成電量245ah。先以2c2a電流高倍率放電容檢剔除異常電池后，再以0.5c容檢電壓進行分檔。同時與只以0.5c容檢電壓分檔進行對比測試。
化成工藝如表6所示。
表6
容檢電壓如下：
電壓1：2c2a電流放電至平均電壓10.8v或放電20分鐘時的電壓；
電壓2：0.5c2a電流放電至平均電壓10.5v或放電40分鐘的電壓。
54只電池的電壓1和電壓2的值如表7所示。
表7
計算電壓1的平均電壓為10.804v，以3％偏差設(shè)定其下限值為10.480v，電壓1低于10.480v的電池有7只電池(刪除線并加粗處)，將該7只電池剔除后，再以電壓2開展后續(xù)配組工藝；同時在不剔除時，單獨以電壓2作為條件進行配組的結(jié)果進行對比測試。
單獨以電壓2作為配組條件時的分檔：即以現(xiàn)行分檔工藝進行，分檔結(jié)果如表8所示。
表8
根據(jù)上述分檔條件，可以看出，同時符合電壓1與電壓2的剔除條件的只有2只電池，也就是說符合電壓1剔除條件的還有5只電池若只采取電壓2的條件是無法剔除，且進入配組程序。選取8檔電池進行配組測試(不考慮現(xiàn)行工藝的相鄰檔位的配組)，電池化成下線后靜置24h后，以開路電壓ocv進行配組(20mv內(nèi))。
配組標識：電壓1+2是采用電壓1先行剔除后再以電壓2配組；電壓2是僅以電壓2配組，每種配組方式各2組，每組4只電池，具體如表9所示。
表9
將各2組電池進行1c2a電流放電測試，然后進行100次循環(huán)測試。結(jié)果如表10所示，1c2a電流放電與循環(huán)100次的結(jié)果一致，采用電壓1+2的方式配組明顯要比常規(guī)只用電壓2配組方式有明顯優(yōu)勢，先看1c2a放電時間更為一致且達到放電較高水平。再看電池循環(huán)過程中，電池組各電池的放電電壓一致性也有了明顯的提升，容量平臺更高。通常對輕微問題的電池采用2hr放電時，初期是無法辨別的，從2c2a電流放電會將此問題放大，而得到排除不用于后期配組，提升整組電池壽命。
表10
實施例3
同一批半成品6-dzm-20電池(極板批次工藝相同)，采用本發(fā)明的內(nèi)化成工藝，一種工藝化成3回路電池(共54只)，總化成電量245ah。先以3c2a電流高倍率放電容檢剔除異常電池后，再以0.5c容檢電壓進行分檔。同時與只以0.5c容檢電壓分檔進行對比測試。
化成工藝如表11所示。
表11
容檢電壓如下：
電壓1：3c2a電流放電至平均電壓11.0v或放電10分鐘時的電壓；
電壓2：0.5c2a電流放電至平均電壓10.35v或放電60分鐘的電壓。
54只電池的電壓1和電壓2的值如表12所示。
表12
計算電壓1的平均電壓為11.0v，以3％偏差設(shè)定其下限值為10.670v，電壓1低于10.670v的電池有6只電池(刪除線并加粗處)，將該6只電池剔除后，再以電壓2開展后續(xù)配組工藝；同時在不剔除時，單獨以電壓2作為條件進行配組的結(jié)果進行對比測試。
單獨以電壓2作為配組條件時的分檔：即以現(xiàn)行分檔工藝進行，分檔結(jié)果如表13所示。
表13
根據(jù)上述分檔條件，可以看出，同時符合電壓1與電壓2的剔除條件的只有3只電池，也就是說符合電壓1剔除條件的還有3只電池若只采取電壓2的條件是無法剔除，且進入配組程序。選取10檔電池進行配組測試(不考慮現(xiàn)行工藝的相鄰檔位的配組)，電池化成下線后靜置24h后，以開路電壓ocv進行配組(20mv內(nèi))。
配組標識：電壓1+2是采用電壓1先行剔除后再以電壓2配組；電壓2是僅以電壓2配組，每種配組方式各2組，每組4只電池，具體如表14所示。
表14
將各2組電池進行1c2a電流放電測試，然后進行100次循環(huán)測試。結(jié)果如表15所示，1c2a電流放電與循環(huán)100次的結(jié)果一致，采用電壓1+2的方式配組明顯要比常規(guī)只用電壓2配組方式有明顯優(yōu)勢，先看1c2a放電時間更為一致且達到放電較高水平。再看電池循環(huán)過程中，電池組各電池的放電電壓一致性也有了明顯的提升，容量平臺更高。通常對輕微問題的電池采用2hr放電時，初期是無法辨別的，從3c2a電流放電會將此問題放大，而得到排除不用于后期配組，提升整組電池壽命。
表15