介绍一种基于内化成过程的铅蓄电池配组方法与流程

如下介绍的介绍一种基于内化成过程的铅蓄电池配组方法与流程,现在小编要给大家推荐如下的内容:

本发明属于铅蓄电池生产技术领域,尤其是涉及一种基于内化成过程的铅蓄电池配组方法。



背景技术:

电动车用铅酸动力电池的四个月内退返电池,除了市场使用原因外,基本上都是生产制程问题所致,解析发现电池部分极群内部存在酸液过量或缺液的现象。一款电池的配方及结构在批量生产后一般不会轻易去改变,而制程中工艺的控制则最有可能造成电池一致性不佳导致电池退返或失效,尤其是在化成充电结束后的余酸处理工序,即抽酸工序,会直接影响极群吸液饱和度不一致,致使电池一致性差。阀控式铅蓄电池,充电基本都是采用恒压限流的方式,蓄电池吸液饱和度的高低,会直接影响氧复合效率,从而影响电池充电效果及一致性。

电池内化成,一般是18只电池串联成一回路进行充电,一般是以化成在线容检放电终止电压值作为第一次分档,然后结合开路电压、内阻、充电电压等进行配组。

公开号为cn104538681a的中国专利文献公开了一种铅酸蓄电池化成配组工艺,包括内化成和配组,所述配组包括:(1)将完成装配、内化成的电池重复充放电若干次;(2)对电池进行恒压限流充电,在此过程中对电池进行抽酸;(3)抽酸完成后,在注酸口处加盖橡皮帽,将一组电池串联,恒流放电至平均电压达到终止电压,并记录放电时间;(4)将放电时间差小于设定值的电池组归为一档,检测电池电压,将同一档的电池根据电压进行配组;(5)配组完成后,对电池组进行充电。该专利放电是在贫液状态进行的,对电池容量一致性有一定效果。

公开号为cn106486706a的中国专利文献公开了一种铅酸蓄电池配组的方法,包括:对装配好的单体电池进行真空加酸,并在水槽架里对单体电池进行充电内化成;对已内化成的单体电池进行放电,并量取单体电池的终止电压;对单体电池进行恒压充电,并在充电电流达到预设的电流值时,量取单体电池的充电电压;静置已充电单体电池至预设的时间间隔后,量取单体电池的开路电压;根据单体电池的终止电压、充电电压以及开路电压对电池进行配组。该专利提及的充电电压是在未对余酸处理时采集,对配组有一定效果,但阀控蓄电池在余酸未抽净时的充电电压并不能代表电池真实使用状态,同时在实际生产中,对单只进行恒压充电不易实现。



技术实现要素:

为解决现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,可以有效提升了电池组的一致性,延长电池使用寿命。

本发明的技术方案如下:

一种基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,所述的内化成过程依次包括充放电阶段、余酸处理阶段、容检放电阶段及回充阶段,铅蓄电池配组的过程如下:

在余酸处理阶段,以0.03~0.1c安培的小电流进行充电后,对浮酸进行负压抽净,然后经过静置后盖好安全阀;

在容检放电阶段,以电流0.5c安培定时间放电,记录每只蓄电池的终止电压值为vc;根据vc值对蓄电池进行第一次分档;

在回充阶段,以梯度式恒流充电方法充电,且各梯度的充电电流依次降低,其中,在第一级梯度恒流充电时,以电流0.25~0.5c安培充入容检放电阶段放出电量的0.9~1.0倍,记录每只蓄电池充电电压到达14.75~14.85v时的充电时间t;再以充电时间t进行第二次分档,取分为同一档的铅蓄电池配为一组。

整个内化成过程,均是在多个蓄电池互相串联后进行的充放电与配组,一般是18只电池串联成一回路进行内化成。

本发明的铅蓄电池配组方法在蓄电池实际使用的贫液状态下,进行放电及充电,以放电电压及充电到达恒压值所需时间进行配组,既将放电容量接近的归为一组,又将余酸处理状态接近的归为一组,有效的提升电池循环使用时的充放电一致性,提升电池循环寿命。本发明的方法更贴合电池实际使用状况的条件下进行配组,同时还能够将一些余酸处理不净的电池剔除。常规配组方法一般都还需要将电池静置一段时间后测定开路电压,以开路电压值作为附加配组条件,本发明方法得到的电池开路电压一致性好,不需要再以开路电压作为附加配组条件,从而简化了配组流程。

充放电阶段,总充电量为6.0~9.0c安时,总放电量为0.5~2.0c安时。

在余酸处理阶段,小电流充电2~4小时后进行负压抽酸,负压范围在-0.04~-0.08mpa。抽酸时,抽酸程度与抽酸时长及充电电流有关,一般人员操作时,难免会出现漏抽或多抽,造成电池多液或少液。

在容检放电阶段,以电流0.5c安培放电120~125分钟。

在容检放电阶段,进行第一次分档时,将终止电压值vc为9~11.2v之间的铅蓄电池按终止电压值大小分成5~10档,分为同一档的铅蓄电池的终止电压值差值为0.02~0.35v。

在回充阶段,进行第二次分档时,充电时间t每间隔0~40秒内分为一档。计算待配组蓄电池充电时间t的平均值,剔除充电时间t小于其平均值0.97倍的蓄电池。

在回充阶段,第一级梯度恒流充电后,再进行第二级梯度恒流充电和第三级梯度恒流充电。

在第一级梯度恒流充电时,一般充入电量在0.85c安时左右会达到恒压值(一般充电恒压值是14.8v/只),当电池出现多液或少液时,电池充电时到达恒压值的充电时长会不同。

第二级梯度恒流充电是以电流0.1~0.15c安培充入容检放电阶段放出电量的0.2~0.3倍,第三级梯度恒流充电是以电流0.05~0.1c安培充入容检放电阶段放出电量的0.2~0.3倍。在整个回充阶段,充电电量控制在1.3~1.6c安时。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

本发明的铅蓄电池配组方法,蓄电池在贫液状态下进行放电,以放电终止电压作为第一次分档依据,再进行回充电时以充电电压达到恒压值的充电时长作为第二次分档依据,有效的将余酸处理时存在缺陷的蓄电池剔除,提升蓄电池配组的准确性和一致性,从而延长蓄电池组的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细描述,需要指出的是,以下所述实施例旨在便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。

实施例1

同一批半成品6-dzf-20电池(极板批次工艺相同),采用本发明的内化成工艺化成2回路电池(共36只),工艺过程如下:

①充放电阶段,总充电量为6.0c安时,总放电量为0.5c安时。

②余酸处理阶段,以0.03c安培充电4小时后进行负压抽酸,负压范围在-0.04~-0.08mpa。然后经过静置后盖好安全阀。

③容检放电阶段,以电流0.5c安培放电120分钟。

④回充阶段,先以电流0.25c安培充入容检放电阶段放出电量的1.0倍(即20ah),再是以电流0.1c安培充入容检放电阶段放出电量的0.3倍(即6ah),再以电流0.05c安培充入容检放电阶段放出电量的0.3倍(即6ah),回充阶段总充电电量是1.6c安时(即32ah)。

36只电池容检放电120分钟的电压vc及回充阶段达到14.8v时的充电时间t,如表1所示。

表1

计算回路1、2的充电时间t的平均电压为分别是13055s,以平均值0.97倍设定其下限值为12663s,低于12663s的电池有5只电池(删除线并加粗处),将该5只电池剔除后,再以vc开展后续配组工艺,同时在不剔除时,单独以vc作为条件进行配组进行对比测试。

以vc作为配组条件时的分档结果如表2所示。

表2

根据上述分档条件,可以看出,在档数只数最多的4档中的电池有3只符合充电时间t的剔除条件,若只采取vc的条件是无法将抽酸异常的电池剔除出去,会正常进入配组程序。选取4档电池进行配组测试(不考虑现行工艺的相邻档位的配组)。

配组标识:vc+t是采用本发明实施例配组;vc是仅采用vc配组的对比例;每种配组方式各2组,每组4只电池,具体如表3所示。

表3

对这4组电池进行循环寿命测试100次,测试结果如表4中所示,结果表明,采用本发明方法配组的电池组明显优于对比例电池组,从循环第50次就能发现压差的变化,100次就更明显,容量的差距也相应带来优势。

表4

实施例2

同一批半成品6-dzf-20电池(极板批次工艺相同),采用本发明的内化成工艺化成2回路电池(共36只),工艺过程如下:

①充放电阶段,总充电量为7.5c安时,总放电量为1.0c安时。

②余酸处理阶段,以0.06c安培充电3小时后进行负压抽酸,负压范围在-0.04~-0.08mpa。

③容检放电阶段,以电流0.5c安培放电123分钟。

④回充阶段,先以电流0.4c安培充入容检放电阶段放出电量的0.9倍(即18.45ah),再是以电流0.125c安培充入容检放电阶段放出电量的0.2倍(即4.1ah),再以电流0.1c安培充入容检放电阶段放出电量的0.2倍(即4.1ah),回充阶段总充电电量是1.3c安时(即26.65ah)。

36只电池容检放电123分钟的电压vc及实施例回充阶段达到14.8v时的充电时间t,如表5所示。

表5

计算回路1、2的充电时间t的平均电压为分别是8108s,以平均值0.97倍设定其下限值为7864.8s,低于7864.8s的电池有6只电池(删除线并加粗处),将该6只电池剔除后,再以vc开展后续配组工艺,同时在不剔除时,单独以vc作为条件进行配组进行对比测试。

以vc作为配组条件时的分档结果如表6所示。

表6

根据上述分档条件,可以看出,在档数只数最多的1档中的电池有6只符合充电时间t的剔除条件,若只采取vc的条件是无法将抽酸异常的电池剔除出去,会正常进入配组程序。选取1档电池进行配组测试(不考虑现行工艺的相邻档位的配组)。

配组标识:vc+t是采用本发明实施例配组;vc是仅采用vc配组的对比例;每种配组方式各2组,每组4只电池,具体如表7所示。

表7

对这4组电池进行循环寿命测试100次,测试结果如表8中所示,结果表明,采用本发明方法配组的电池组明显优于对比例电池组,从循环第50次就能发现压差的变化,100次就更明显,容量的差距也相应带来优势。

表8

实施例3

同一批半成品6-dzf-20电池(极板批次工艺相同),采用本发明的内化成工艺化成2回路电池(共36只),工艺过程如下:

①充放电阶段,总充电量为9.0c安时,总放电量为2.0c安时。

②余酸处理阶段,以0.1c安培充电2小时后进行负压抽酸,负压范围在-0.04~-0.08mpa。

③容检放电阶段,以电流0.5c安培放电125分钟。

④回充阶段,先以电流0.5c安培充入容检放电阶段放出电量的0.95倍(即19.8ah),再是以电流0.15c安培充入容检放电阶段放出电量的0.25倍(即5.2ah),再以电流0.1c安培充入容检放电阶段放出电量的0.25倍(即5.2ah),回充阶段总充电电量是1.51c安时(即30.2ah)。

36只电池容检放电125分钟的电压vc及实施例回充阶段达到14.8v时的充电时间t,如表9所示。

表9

计算回路1、2的充电时间t的平均电压为分别是6497s,以平均值0.97倍设定其下限值为6302s,低于6302s的电池有5只电池(删除线并加粗处),将该5只电池剔除后,再以vc开展后续配组工艺,同时在不剔除时,单独以vc作为条件进行配组进行对比测试。

以vc作为配组条件时的分档结果如表10所示。

表10

根据上述分档条件,可以看出,档数集中在3-6档,其中5只电池(均在5档)符合充电时间t的剔除条件,若只采取vc的条件是无法将抽酸异常的电池剔除出去,会正常进入配组程序。选取4-6档电池进行配组测试(不考虑现行工艺的相邻档位的配组)。

配组标识:vc+t是采用本发明实施例配组;vc是仅采用vc配组的对比例;每种配组方式各2组,每组4只电池,具体如表11所示。

表11

对这4组电池进行循环寿命测试100次,测试结果如表12中所示,结果表明,采用本发明方法配组的电池组明显优于对比例电池组,从循环第50次就能发现压差的变化,100次就更明显,容量的差距也相应带来优势。

表12

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换,均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征:

1.一种基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,所述的内化成过程依次包括充放电阶段、余酸处理阶段、容检放电阶段及回充阶段,其特征在于,铅蓄电池配组的过程如下:

在余酸处理阶段,以0.03~0.1c安培的小电流进行充电后,对浮酸进行负压抽净,然后经过静置后盖好安全阀;

在容检放电阶段,以电流0.5c安培定时间放电,记录每只蓄电池的终止电压值为vc;根据vc值对蓄电池进行第一次分档;

在回充阶段,以梯度式恒流充电方法充电,且各梯度的充电电流依次降低,其中,在第一级梯度恒流充电时,以电流0.25~0.5c安培充入容检放电阶段放出电量的0.9~1.0倍,记录每只蓄电池充电电压到达14.75~14.85v时的充电时间t;再以充电时间t进行第二次分档,取分为同一档的铅蓄电池配为一组。

2.根据权利要求1所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,充放电阶段,总充电量为6.0~9.0c安时,总放电量为0.5~2.0c安时。

3.根据权利要求1所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,在余酸处理阶段,小电流充电2~4小时后进行负压抽酸,负压范围在-0.04~-0.08mpa。

4.根据权利要求1所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,在容检放电阶段,以电流0.5c安培放电120~125分钟。

5.根据权利要求1所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,在容检放电阶段,进行第一次分档时,将终止电压值vc为9~11.2v之间的铅蓄电池按终止电压值大小分成5~10档,分为同一档的铅蓄电池的终止电压值差值为0.02~0.35v。

6.根据权利要求1所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,在回充阶段,进行第二次分档时,充电时间t每间隔0~40秒内分为一档。

7.根据权利要求1所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,进行第二次分档时,计算待配组蓄电池充电时间t的平均值,剔除充电时间t小于其平均值0.97倍的蓄电池。

8.根据权利要求1所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,在回充阶段,第一级梯度恒流充电后,再进行第二级梯度恒流充电和第三级梯度恒流充电;其中,第二级梯度恒流充电是以电流0.1~0.15c安培充入容检放电阶段放出电量的0.2~0.3倍,第三级梯度恒流充电是以电流0.05~0.1c安培充入容检放电阶段放出电量的0.2~0.3倍。

9.根据权利要求8所述的基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,其特征在于,在回充阶段,充电电量控制在1.3~1.6c安时。

技术总结
本发明公开了一种基于内化成过程的铅蓄电池配组方法,内化成过程包括充放电阶段、余酸处理阶段、容检放电阶段及回充阶段,配组过程如下:在余酸处理阶段以小电流进行充电后,对浮酸进行负压抽净;在容检放电阶段,以电流0.5C安培定时间放电,记录每只蓄电池的终止电压值Vc,根据Vc值对蓄电池进行第一次分档;在回充阶段,以梯度式恒流充电方法充电,各梯度的充电电流依次降低;在第一级梯度恒流充电时,记录每只电池充电电压到达恒压值充电时长T;再以充电时间T进行第二次分档,取分为同一档的铅蓄电池配为一组。利用本发明,既可以有效的将余酸处理时存在缺陷的蓄电池剔除,又提升蓄电池配组的准确性和一致性,从而延长蓄电池组的使用寿命。

技术研发人员:李桂发;张峰博;毛书彦;周贤机;刘玉;邓成智;许宝云;郭志刚
受保护的技术使用者:天能电池集团股份有限公司
技术研发日:2020.04.26
技术公布日:2020.08.21

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