高功率電池內化成脈沖充電技術應用

高功率電池內化成脈沖充電技術應用

本文僅供同仁們參考研討并請指教

蓄電池的性能除了與本身的品質因素有直接的關系外，還與蓄電池的充電方式有緊密的聯系，內化成充電技術已被廣泛應用，內化成與槽化成相比，無酸霧逸出，更加環保。

目前國內電池廠家采用了電池內化成工藝, 應用在電動自動車、電動摩托車用的小密電池，有些已采用脈沖內化成的化成方法。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化成脈沖充電技術應用,

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間,間歇式正脈沖內化成方法，測試結果顯示，與常規化成相比，脈沖化成既能保證電池質量，又能縮短化成充電時間，提高生產效率，減少電池場地占用。

普通內化成方法，用恒定電流進行充電，當電池電壓達到極限值后，繼續充電將導致電解水反應。電池放電時普遍存在著極化現象，電位偏離平衡狀態，使電池放電時端電壓低于電池的標準電極電位，充電時端電壓高于標準電極電位。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）電化學極化：由電極表面電化學反應的遲緩性造成。隨著電流減小電化學極化顯著降低。

（3）濃差極化：由于溶液中離子擴散過程的遲緩性，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極化，減小濃差極化。

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

高功率電池內化成脈沖充電技術應用

試驗電池用GFM-1250W高功率電池，化成所用的充電機為300V200A大功率脈沖充放電機。按照高功率電池工藝進行加酸。

將加好電解液的電池聯接好，靜置2小時后開始化成，采用間歇式正脈沖內化成工藝，過程分為三個階段。

**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，脈沖的時間為6～8s，間歇時間為2～4s，共進行26～28小時。**階段結束后，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，正脈沖的時間為6～8s，間歇時間為2～4s，共進行16～18小時；**階段結束后，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，正脈沖的時間為6～8s，間歇時間為2～4s，共進行6～8小時；以上C代表電池額定容量。

間歇式正脈沖內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間，很好地適應了高功率鉛酸蓄電池充放電特性?；沙潆娺^程中，電池在接受一個正脈沖后，有2～4s的間歇時間，使電解液有充足的時間擴散到極板內部，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充分的散熱時間，避免了電池充電過程中的發熱累積，提高了充電效率。在化成充電一個階段完成后，采用集中靜止放電（相當于一個長周期負脈沖），有利于電解液充分擴散，減小極化電阻，為下一個階段充電做好準備。比多個間歇式負脈沖放電效率更高，更加有利電解液充分滲透板內部，使電池的均勻性、一致性更好。

高功率電池內化成脈沖充電技術應用

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

表一：恒功率放電試驗

解剖兩個電池，正極板用流動的水沖洗至中性，然后在6 0℃的烘箱中干燥24小時，分別取極板上部、中部和下部的活性物質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。化成充電后的電解液密度為1.31g／cm。任意抽取其中2只電池放在25℃的環境中，以10小時率放電至電池的終止電壓1.8V，放電時間均在11h以上，且容量一致性較好。

高功率電池內化成脈沖充電技術應用

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