一种铅酸蓄电池化成装置及化成方法
阅读说明：本技术 一种铅酸蓄电池化成装置及化成方法 (Formation device and formation method for lead-acid storage battery ) 是由 曹龙泉 许月刚 吴建立 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铅酸蓄电池化成装置及化成方法。涉及铅酸蓄电池生产技术领域。一种铅酸蓄电池化成装置,包括化成槽,以及用于对铅酸蓄电池内部抽负压的抽真空机构,所述抽真空机构包括设于化成槽底面上方的接头,所述接头的底面设有多根使用时用于连接插在铅酸蓄电池上加酸壶的软管,所述接头的顶面通过管路连接真空泵。通过在化成槽上设置了一套用于对铅酸蓄电池内部抽负压的抽真空机构,通过改变电池化成环境中的压力,改变水的沸点,通过水的蒸发,快速带走电池的热量,让电池可以快速降温。电池化成充电总时间短,大大提升化成效率。并且,电池的低温性能较为稳定,低温容量合格率提高。电池的循环寿命得到了提高。(The invention discloses a lead-acid storage battery formation device and a formation method. Relates to the technical field of lead-acid storage battery production. The utility model provides a lead acid battery ization becomes device, is including changing into the groove to and be used for the evacuation mechanism to the inside negative pressure that takes out of lead acid battery, evacuation mechanism is including locating the joint that changes into groove bottom surface top, the bottom surface that connects is used for connecting the hose of inserting the acidification kettle on lead acid battery when being equipped with many uses, the top surface of joint passes through the tube coupling vacuum pump. Through set up one set of evacuation mechanism that is used for taking out the negative pressure to lead acid battery inside on changing into the groove, through the pressure that changes in the battery formation environment, change the boiling point of water, through the evaporation of water, take away the heat of battery fast, let the battery can rapid cooling. The total charging time for battery formation is short, and the formation efficiency is greatly improved. Moreover, the low-temperature performance of the battery is stable, and the low-temperature capacity qualification rate is improved. The cycle life of the battery is improved.)
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池生产技术领域，特别是涉及一种铅酸蓄电池化成装置及化成方法。
背景技术
目前动力型铅酸蓄电池都是采用内化成充电工艺，充电时间长，超过48h，影响化成时间的主要是电池在充电过程中的温度高，电池容易出现鼓胀现象，充电电流必须严格控制在一定的范围内，而且电池在化成过程中必须一直放在水浴中，水不停的循环，降低电池的温度，电池温度高会加速电池负极板中添加剂的析出，影响电池的低温性能和使用寿命。
公开号为CN105186055A的发明公开了一种铅酸蓄电池内化成充电方法，依次进行下列步骤：步骤(a)：以0.03C2～0.06C2充电0.2-0.5小时；再以0.12C2～0.16C2充电0.2-0.5小时；步骤(b)：降极循环充放：经过四次充放循环后转入步骤(c)；步骤(c)：以0.23C2～0.27C2充电7-9小时；以0.18C2～0.22C2充电1-3小时；以0.08C2～0.12C2充电5-7小时；完成内化成充电。该技术方案中，使用较小的充电电流进行充电，从而控制化成过程中温度过高，但小电池充电使得整个化成过程时间较长。
公开号为CN103384021A的发明公开了一种蓄电池内化成充电工艺，包括以下步骤：a、用0.3C 2A～0.4C 2A充电4～6小时，静置1min～6小时；b、用0.2C 2A～0.3C 2A充电4～6小时，静置1min～6小时；c、用0.2C 2A～0.3C 2A充电4～6小时，静置1min～6小时；d、用0.1C 2A～0.2C 2A充电4～6小时，静置1min～6小时；e、放电2小时对蓄电池的充电程度进行检测；f、用0.2C 2A充电4～8小时；g、用0.1C 2A充电3～4小时。该技术方案中，部分步骤充电后静置，代替传统充电工艺中的充电过程中的2次放电，使电解液中的稀硫酸有足够的时间渗入极板内部，确保每只蓄电池的一致性，蓄电池的容量和寿命完全达到了用传统工艺的水平，并且用静置代替了传统工艺的放电，提高了蓄电池的一致性，蓄电池的内化成充电工艺在缩短了充电时间的同时省去了传统工艺中的放电，工艺简单、操作方便，且节省了能耗，降低了蓄电池的生产成本。该技术方案中两次充电之间使用静置一段时间来取代放电过程，从而控制蓄电池化成过程中的温度升高问题，同样的，存在的问题是化成时间较长。
发明内容
本发明针对现有技术中化成时间长，生产效率低的问题，提供了一种铅酸蓄电池化成装置及化成方法，该化成方法可缩短化成时间，提高化成效率。
本发明首先提供了一种铅酸蓄电池化成装置，包括化成槽，还包括用于对铅酸蓄电池内部抽负压的抽真空机构，所述抽真空机构包括设于化成槽底面上方的接头，所述接头的底面设有多根使用时用于连接插在铅酸蓄电池上加酸壶的软管，所述接头的顶面通过管路连接真空泵。所述接头包括间隔分布的多个，使用时，每个接头对应于一个铅酸蓄电池。所述管路包括连接真空泵的主管，以及从主管引出、分别连接各接头的支管。
本发明还提供了一种铅酸蓄电池化成方法，使用所述铅酸蓄电池化成装置进行化成，包括：
(1)将加酸壶插到待加酸化成的铅酸蓄电池上，向加酸壶中定量加入电解液；
(2)将铅酸蓄电池摆放到所述化成槽内，并将所述接头底面的软管与加酸壶连接；
(3)将铅酸蓄电池的正、负接线端子电连接化成充放电设备；
(4)对铅酸蓄电池进行抽负压使电解液从加酸壶进入铅酸蓄电池内；
(5)开启化成充放电设备进行化成，化成过程中开启真空泵对铅酸蓄电池内部抽负压，电池内部处于一定真空状态。
优选的，步骤(4)中对铅酸蓄电池进行抽负压时间为10～12min。
优选的，步骤(5)中化成槽内水浴温度达到40℃时，开启真空泵抽负压。
优选的，步骤(5)中对铅酸蓄电池内部抽负压，内部真空度控制范围35～50mbar(毫巴)。
优选的，步骤(5)中化成工艺包括：
(a)以0.1～0.12C2A电流充电0.45～0.5h；
(b)以0.5～0.6C2A电流充电1.8～2h；
(c)以0.9～1C2A电流充电6～6.5h；
(d)以0.4～0.5C2A电流充电0.9～1h；
(e)以0.2～0.3C2A电流充电0.9～1h。
本申请铅酸蓄电池化成装置通过在化成槽上设置了一套用于对铅酸蓄电池内部抽负压的抽真空机构，电池化成在真空环境下化成，通过改变电池化成环境中的压力，改变水的沸点，通过水的蒸发，快速带走电池的热量，让电池可以快速降温；电池的充电电流可以从最大的0.5C提升至1C，降低化成的时间，提高生产效率；开启化成充电工艺，设置真空泵开启温度40摄氏度，当电池温度达到40摄氏度时，真空泵开启，进行对电池进行抽真空，使电池内部水快速蒸发，将热量带到酸壶内，热量通过真空泵被带走，达到降低电池温度的目的。
电池化成充电总时间短，大大提升化成效率。并且，电池的低温性能较为稳定，低温容量合格率提高。电池的循环寿命得到了提高。
附图说明
图1为本发明化成装置的立体结构示意图。
图2为本发明化成装置的局部剖视结构示意图。
图3为接头与插有加酸壶的铅酸蓄电池配合结构示意图。
图4为型号为6-DZF-20的铅酸蓄电池循环寿命检测结果。
具体实施方式
实施例1
如图1～3所示，一种铅酸蓄电池化成装置，包括化成槽3，以及用于对铅酸蓄电池1内部抽负压的抽真空机构，该抽真空机构包括设于化成槽3底面上方的接头4，接头4的底面设有多根使用时用于连接插在铅酸蓄电池1上加酸壶2的软管5，接头4的顶面通过管路连接真空泵8。管路包括连接真空泵8的主管6，以及从主管6引出、分别连接各接头4的支管7。接头4包括间隔分布的多个，使用时，每个接头4对应于一个铅酸蓄电池1。
在铅酸蓄电池化成时，先将加酸壶2插到待加酸化成的铅酸蓄电池1上，向加酸壶2中定量加入电解液；然后将铅酸蓄电池1摆放到化成槽3内，并将接头4底面的软管5与加酸壶2连接；化成槽3内加入冷却水，用于对铅酸蓄电池进行冷却，然后再设置温度传感器用于检测化成温度，温度传感器可以设置在化成槽3中部区域，贴靠铅酸蓄电池1外表面设置；然后将铅酸蓄电池1的正、负接线端子电连接化成充放电设备，化成充放电设备可采用现有技术中常规的设备，本申请并未对该设备进行改进，所以具体结构不再赘述。各处连接完成后，对铅酸蓄电池1进行抽负压使电解液从加酸壶2进入铅酸蓄电池1内；然后开启化成充放电设备进行化成，化成过程中开启真空泵8对铅酸蓄电池1内部抽负压，使电池内部处于一定真空状态。
实施例2
使用实施例1中铅酸蓄电池化成装置对型号为6-DZF-20的铅酸蓄电池进行化成，化成方法：
(1)将加酸壶插到待加酸化成的铅酸蓄电池上，向加酸壶中定量加入电解液；
(2)将铅酸蓄电池摆放到所述化成槽内，并将所述接头底面的软管与加酸壶连接；
(3)将铅酸蓄电池的正、负接线端子电连接化成充放电设备；
(4)对铅酸蓄电池进行抽负压使电解液从加酸壶进入铅酸蓄电池内，抽负压时间为12min；
(5)开启化成充放电设备进行化成，化成过程中开启真空泵对铅酸蓄电池内部抽负压，电池内部处于一定真空状态，化成槽内水浴温度达到40℃时，开启真空泵抽负压，对铅酸蓄电池内部抽负压，内部真空度控制范围40～50mbar。
表1
步骤
状态
电流(A)
时间(h)
1
充电
2
0.5
2
充电
10
2
3
充电
18
6
4
充电
8
1
5
充电
4
1
6
结束
其中，步骤(5)化成充放电方式如表1所示。
实施例3
使用实施例1中铅酸蓄电池化成装置对型号为6-DZF-12的铅酸蓄电池进行化成，化成方法：
(1)将加酸壶插到待加酸化成的铅酸蓄电池上，向加酸壶中定量加入电解液；
(2)将铅酸蓄电池摆放到所述化成槽内，并将所述接头底面的软管与加酸壶连接；
(3)将铅酸蓄电池的正、负接线端子电连接化成充放电设备；
(4)对铅酸蓄电池进行抽负压使电解液从加酸壶进入铅酸蓄电池内，抽负压时间为10min；
(5)开启化成充放电设备进行化成，化成过程中开启真空泵对铅酸蓄电池内部抽负压，电池内部处于一定真空状态，化成槽内水浴温度达到40℃时，开启真空泵抽负压，对铅酸蓄电池内部抽负压，内部真空度控制范围35～40mbar。
表2
步骤
状态
电流(A)
时间(h)
1
充电
1.44
0.45
2
充电
7.2
1.8
3
充电
12
6.5
4
充电
6
0.9
5
充电
3.6
0.9
6
结束
其中，步骤(5)化成充放电方式如表2所示。
对比例1
采用现有技术常规工艺进行化成，化成过程中没有对电池内部抽真空的步骤，其余加酸等步骤同实施例1。型号为6-DZF-20的铅酸蓄电池充电工艺如表3。
表3
步骤
状态
电流(A)
时间(h)
1
充电
2
20
2
放电
6
2
3
充电
3
3
4
充电
2.5
10
5
充电
2
20
6
充电
4.5
1
7
放电
6
3
8
充电
2.5
4
9
充电
2.5
4
型号为6-DZF-12的铅酸蓄电池充电工艺如表4。
表4
由于化成过程中温度难控制，为了避免化成过程中温度过高，充电过程中需要间隔设置放电步骤，且充电电流不能过高。
实施例4
电池性能对比。使用实施例2和对比例1中两种化成方法加酸化成后的型号为6-DZF-20的铅酸蓄电池进行电池性能检测。
1、低温性能；
检测方案：参照《GB/T 22199.1-2017》中5.9.1.1检测方法即将完全充电的蓄电池放入低温箱或低温室内，在-18℃±1℃环境中保持12h，然后在-18℃±1℃环境中I2(A)电流放电到蓄电池端电压10.5V时终止，记录放电持续时间T1，用放电电流I2(A)乘以放电持续时间T2(h)计算出蓄电池的低温容量Cd2。
表5
结果如表5所示，使用本申请方法进行化成后，铅酸蓄电池的低温性能较为稳定，低温容量合格率提高。
2、循环寿命：
测试方案：将电池保持在25℃环境内，一个循环工艺为：1、放电：0.5C放电至10.5V/只；2、0.5C充电恒压14.7V/只，充电10h；电池放电时间连续三次低于96min，电池寿命终止。
表6
测试结果如表6和图4所示，实施例2化成后的铅酸蓄电池检测了3组，对比例1化成后的铅酸蓄电池检测了2组，整体来说，使用本申请方法化成后，铅酸蓄电池的循环寿命得到了提高。
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