延長2v固定型vrla鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法
【專利摘要】一種延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，包括和膏、涂板、固化干燥、裝配和化成等工序，涂板工序中將和制的正、負(fù)鉛膏分別涂在重量相同的板柵上，正極板柵的涂膏量為負(fù)極板柵涂膏量的1.33-1.43倍，正極板柵的涂膏量按照1.70g/cm2-1.74g/cm2控制；化成工序所用的電解液中硅溶膠與硫酸溶液的質(zhì)量比為硅溶膠：硫酸溶液=1：10.6-10.9，硫酸溶液濃度為34-35%。本發(fā)明針對影響電池壽命的主要因素，對現(xiàn)有2V固定型VRLA鉛酸蓄電池制作工藝進(jìn)行了改進(jìn)，試驗(yàn)表明，采用本發(fā)明方法制作的2V固定型VRLA鉛酸蓄電池與現(xiàn)行工藝生產(chǎn)的電池相比電池的深循環(huán)壽命可以提高三-四倍。
【專利說明】延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄電池生產(chǎn)方法，尤其是一種延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，屬蓄電池【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]閥控式密封鉛酸蓄電池又稱VRLA蓄電池，它誕生于20世紀(jì)70年代，由于VRLA是全密封的，不會(huì)漏酸，而且在充放電時(shí)不會(huì)象老式鉛酸蓄電池那樣會(huì)有酸霧放出來而腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，所以備受歡迎、廣泛使用。2V固定型VRLA鉛酸蓄電池是一種主要應(yīng)用于通訊基站、后備電源及電力系統(tǒng)的蓄電池，該蓄電池的主要特點(diǎn)是在供電條件不好的情況下能夠較長時(shí)間放電，滿足用電設(shè)備需求。2V固定型VRLA鉛酸蓄電池的設(shè)計(jì)壽命可達(dá)10-15年，而在實(shí)際使用中電池壽命一般僅在3-5年間，有的甚至不足兩年電池就不能正常供電，造成資源的極大浪費(fèi)。此外，通常蓄電池的保質(zhì)期是根據(jù)電池的設(shè)計(jì)壽命而確定，因此短壽命蓄電池的大量的退返給企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。面對上述情況，延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命是提高企業(yè)效益、減少資源浪費(fèi)亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，采用該方法可以將固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的循環(huán)壽命提高三-四倍。
[0004]本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，包括和膏、涂板、固化干燥、裝配和化成等工序，所述涂板工序中將和制的正、負(fù)鉛膏分別涂在重量相同的板柵上，正極板柵的涂膏量為負(fù)極板柵涂膏量的1.33-1.43倍，其中正極板柵的涂膏量按照1.70g/cm2-l.74g/cm2控制；所述化成工序所用的電解液中硅溶膠與硫酸溶液的質(zhì)量比為硅溶膠:硫酸溶液=I:10.6-10.9，所述硫酸溶液濃度為34-35%。
[0005]上述延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，所述裝配工序中將隔板和經(jīng)過固化干燥的正負(fù)極板裝入蓄電池槽中，正極板、負(fù)極板之間的間距為1.5-1.6毫米。
[0006]上述延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，所述化成工序的充電過程按下述方式進(jìn)行:
第一階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 4；
第二階段:電流(A) 75，時(shí)間(h) 14；
第三階段:電流(A) -70，時(shí)間(h) I ；
第四階段:電流(A) 80，時(shí)間(h) 10 ；
第五階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 10 ；
第六階段:電流(A) -60，時(shí)間(h) 3 ；
第七階段:電流(A) 80，時(shí)間(h) 5 ；
第八階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 15 ； 第九階段:電流(A) -30，時(shí)間(h) 3 ；
第十階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 10。
[0007]本發(fā)明經(jīng)深入研究并對壽命結(jié)束電池的失效模式進(jìn)行分析，認(rèn)為導(dǎo)致2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命短主要原因?yàn)?1、正極活性物質(zhì)軟化；2、后期電池充電接受能力差，3、電池內(nèi)阻增大。針對上述三個(gè)影響電池壽命的主要因素，對現(xiàn)有固定型VRLA鉛酸蓄電池制作工藝的相關(guān)工序進(jìn)行了改進(jìn):通過適當(dāng)提高正極活性物質(zhì)含量減少正極放電深度，來延緩正極軟化速度；通過降低電解液密度和改進(jìn)充電方式使蓄電池充電時(shí)在正極形成致密的二氧化鉛，降低電池的電極電位，提高電池的充電接受能力；通過降低正負(fù)極板之間的距離來減小電池內(nèi)阻。試驗(yàn)表明，采用本發(fā)明方法制作的2V固定型VRLA鉛酸蓄電池與現(xiàn)行工藝生產(chǎn)的電池相比電池的深循環(huán)壽命可以提高三-四倍，這一成果對提高資源的利用率及減少環(huán)境污染具有明顯的效果，提高了電池使用周期，大大降低了退返電池給企業(yè)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。

【具體實(shí)施方式】
[0008]通過對壽命結(jié)束電池的失效模式分析得出2V固定型VRLA鉛酸蓄電池失效的主要原如下:1、正極活性物質(zhì)軟化(活性物質(zhì)疏松)；2、后期電池的充電接受能力差；3、電池內(nèi)阻增大。導(dǎo)致電池正極活性物質(zhì)軟化的主要原因是硫酸鉛層的結(jié)構(gòu)和放電深度，而硫酸鉛層的結(jié)構(gòu)又取決于它在硫酸中的溶解度及擴(kuò)散情況。溶解度越高則鉛電極鈍化越慢，硫酸鉛結(jié)晶越大，硫酸鉛層就越厚，當(dāng)通過同樣電量時(shí)硫酸鉛層的密度就越小，硫酸鉛層影響著二氧化鉛的真正面積。當(dāng)形成的硫酸鉛層不緊密時(shí)，就會(huì)形成真正表面積小而緊密的二氧化鉛層。而具有較小的真正表面積的二氧化鉛必定具有較緊密的較牢固的表面結(jié)構(gòu)層。這樣結(jié)構(gòu)的正極活性物質(zhì)必定具有較長的使用壽命。故要想延緩正極失效，一方面要降低電解液密度使其形成致密的二氧化鉛層，另一方面要適當(dāng)提高正極活性物質(zhì)含量，減少正極放電深度以延緩正極軟化速度。本發(fā)明在涂板工序中將按照正常工藝和制的正、負(fù)鉛膏分別涂在重量相同的板柵上，正極板柵的涂膏量為負(fù)極板柵涂膏量的1.33-1.43倍，其中正極板柵的涂膏量按照1.70g/cm2-1.74g/cm2控制。該改進(jìn)將正極板涂膏量相比現(xiàn)有技術(shù)提高了 22-25%，負(fù)極板涂膏量相比現(xiàn)有技術(shù)提高了 16-18%，特別是提高了正極板相對負(fù)極板的涂膏量的比例(現(xiàn)有技術(shù)正極板柵的涂膏量約為負(fù)極板柵涂膏量的1.27倍)，借以減緩正極活性物質(zhì)軟化過程，延長正極板的壽命。
[0009]本發(fā)明在化成工序中所用的電解液中硅溶膠與硫酸溶液的質(zhì)量比為硅溶膠:硫酸溶液=1:10.6-10.9，(現(xiàn)有技術(shù)中硅溶膠:硫酸溶液約為1:11.5)硫酸溶液濃度為34-35%。通過添加較大比例的硅溶膠來降低電解液的密度，低電解液密度可以使蓄電池充電時(shí)在正極形成致密的二氧化鉛，還可以降低電池的電極電位，提高電池的充電接受能力。但是硅溶膠比例過大會(huì)造成電解液密度降低，影響電池的放電容量。本發(fā)明基于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定2V固定型VRLA鉛酸蓄電池硅溶膠與硫酸溶液的比例控制在硅溶膠:硫酸溶液=I:10.55-10.9。
[0010]本發(fā)明化成工序的充電過程按下述方式進(jìn)行:

【權(quán)利要求】
1.一種延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，包括和膏、涂板、固化干燥、裝配和化成等工序，其特征是，所述涂板工序中將和制的正、負(fù)鉛膏分別涂在重量相同的板柵上，其中，正極板柵的涂膏量為負(fù)極板柵涂膏量的1.33-1.43倍，正極板柵的涂膏量按照1.70g/cm2-l.74g/cm2 控制； 所述化成工序所用的電解液中硅溶膠與硫酸溶液的質(zhì)量比為硅溶膠:硫酸溶液=I:10.6-10.9，所述硫酸溶液濃度為34-35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，其特征是，所述裝配工序中將隔板和經(jīng)過固化干燥的正負(fù)極板裝入蓄電池槽中，正極板、負(fù)極板之間的間距為1.5-1.6毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的延長2V固定型VRLA鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的方法，其特征是，所述化成工序的充電過程按下述方式進(jìn)行: 第一階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 4； 第二階段:電流(A) 75，時(shí)間(h) 14； 第三階段:電流(A) -70，時(shí)間(h) I ； 第四階段:電流(A) 80，時(shí)間(h) 10； 第五階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 10 ； 第六階段:電流(A) -60，時(shí)間(h) 3 ； 第七階段:電流(A) 80，時(shí)間(h) 5 ； 第八階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 15 ； 第九階段:電流(A) -30，時(shí)間(h) 3 ； 第十階段:電流(A) 60，時(shí)間(h) 10。
【文檔編號(hào)】H01M10/12GK104167569SQ201410374031
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】趙從印, 牛冀輝, 韓二莎, 劉建樓, 王麗齋 申請人:風(fēng)帆股份有限公司