高功率電池內(nèi)化成脈沖充電技術(shù)應(yīng)用

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蓄電池的性能除了與本身的品質(zhì)因素有直接的關(guān)系外，還與蓄電池的充電方式有緊密的聯(lián)系，內(nèi)化成充電技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，內(nèi)化成與槽化成相比，無酸霧逸出，更加環(huán)保。

目前國內(nèi)電池廠家采用了電池內(nèi)化成工藝, 應(yīng)用在電動(dòng)自動(dòng)車、電動(dòng)摩托車用的小密電池，有些已采用脈沖內(nèi)化成的化成方法。但對大密電池，尤其是高功率大密電池。由于電池容量大、充放電電流大，脈沖充電化成方法都還處于摸索階段。

本文介紹高功率電池內(nèi)化成脈沖充電技術(shù)應(yīng)用,

采用高功率電池，使用一種縮短高功率閥控式密封鉛酸蓄電池化成時(shí)間,間歇式正脈沖內(nèi)化成方法，測試結(jié)果顯示，與常規(guī)化成相比，脈沖化成既能保證電池質(zhì)量，又能縮短化成充電時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，減少電池場地占用。

普通內(nèi)化成方法，用恒定電流進(jìn)行充電，當(dāng)電池電壓達(dá)到極限值后，繼續(xù)充電將導(dǎo)致電解水反應(yīng)。電池放電時(shí)普遍存在著極化現(xiàn)象，電位偏離平衡狀態(tài)，使電池放電時(shí)端電壓低于電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，充電時(shí)端電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電極電位。電池的極化組成：

（1）歐母極化：由電池連接各部份電的電阻造成，其所造成的壓降遵循歐母定律，電流減小，極化減小，電流停止后極化消失。

（2）電化學(xué)極化：由電極表面電化學(xué)反應(yīng)的遲緩性造成。隨著電流減小電化學(xué)極化顯著降低。

（3）濃差極化：由于溶液中離子擴(kuò)散過程的遲緩性，造成在一定電流下電極表面與溶液本體濃度差，產(chǎn)生極化。隨著電流下降，濃差極化逐漸降低。脈沖過程通過中間暫停和反向放電方式可消除歐母極化和電化學(xué)極化，減小濃差極化。

普通內(nèi)化存在化成時(shí)間長、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響電池產(chǎn)量?；沙潆娛请姵刂圃爝^程中時(shí)間*長、占用廠房面積*大的工序。如何在保證質(zhì)量的前提下，采用脈沖內(nèi)化成提高生產(chǎn)效率一直是大密閥控式密封鉛蓄電池生產(chǎn)廠家在努力探索的工藝問題。

高功率電池內(nèi)化成脈沖充電技術(shù)應(yīng)用

試驗(yàn)電池用GFM-1250W高功率電池，化成所用的充電機(jī)為300V200A大功率脈沖充放電機(jī)。按照高功率電池工藝進(jìn)行加酸。

將加好電解液的電池聯(lián)接好，靜置2小時(shí)后開始化成，采用間歇式正脈沖內(nèi)化成工藝，過程分為三個(gè)階段。

**階段為間歇式正脈沖化成，脈沖的頻率為0.1Hz，正脈沖的幅值為0.3C～0.4C，脈沖的時(shí)間為6～8s，間歇時(shí)間為2～4s，共進(jìn)行26～28小時(shí)。**階段結(jié)束后，靜置20～30min，再以0.3C放電1h。

**階段采用間歇式正脈沖化成，脈沖頻率為0.1Hz，正脈沖的幅值為0.2C～0.3C，正脈沖的時(shí)間為6～8s，間歇時(shí)間為2～4s，共進(jìn)行16～18小時(shí)；**階段結(jié)束后，靜置2h，再以0.1C放電10h。

第三階段采用間歇式正脈沖化成充電，脈沖頻率為0.1Hz，正脈沖的幅值為0.1C～0.2C，正脈沖的時(shí)間為6～8s，間歇時(shí)間為2～4s，共進(jìn)行6～8小時(shí)；以上C代表電池額定容量。

間歇式正脈沖內(nèi)化成方法采用了三充兩放的步驟，逐步減少正脈沖幅值和階段充電時(shí)間，很好地適應(yīng)了高功率鉛酸蓄電池充放電特性?；沙潆娺^程中，電池在接受一個(gè)正脈沖后，有2～4s的間歇時(shí)間，使電解液有充足的時(shí)間擴(kuò)散到極板內(nèi)部，減小了電解液的濃差極化。

另外，蓄電池每接受一次6～8s的正向脈沖充電，就有2～4s充分的散熱時(shí)間，避免了電池充電過程中的發(fā)熱累積，提高了充電效率。在化成充電一個(gè)階段完成后，采用集中靜止放電（相當(dāng)于一個(gè)長周期負(fù)脈沖），有利于電解液充分?jǐn)U散，減小極化電阻，為下一個(gè)階段充電做好準(zhǔn)備。比多個(gè)間歇式負(fù)脈沖放電效率更高，更加有利電解液充分滲透至極板內(nèi)部，使電池的均勻性、一致性更好。

高功率電池內(nèi)化成脈沖充電技術(shù)應(yīng)用

化成結(jié)束后，抽取2只脈沖工藝化成電池與2只普通工藝化成電池進(jìn)行恒功率放電測試，測試結(jié)果如表一。

表一：恒功率放電試驗(yàn)

解剖兩個(gè)電池，正極板用流動(dòng)的水沖洗至中性，然后在6 0℃的烘箱中干燥24小時(shí)，分別取極板上部、中部和下部的活性物質(zhì)測量二氧化鉛的含量，其中極板上部的二氧化鉛含量87.1％，中部的86.7％，下部的為86.3％，極板化成效率高、均勻性好?；沙潆姾蟮碾娊庖好芏葹?/span>1.31 g／cm。任意抽取其中2只電池放在25℃的環(huán)境中，以10小時(shí)率放電至電池的終止電壓1.8 V，放電時(shí)間均在11h以上，且容量一致性較好。

高功率電池內(nèi)化成脈沖充電技術(shù)應(yīng)用

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