蓄电池的化成

蓄电池的化成什么是“化成”？“化成”即“转化而成”之意，极板化成是指利用化学和电化学反应使极板转化成具有电化学特性的正、负极板的过程。化成以前的极板其铅膏物质的主体部分相同，都是由氧化铅、金属铅、硫酸铅、三碱式硫酸铅、四碱式硫酸铅等物质相组成，原则上不存在正、负极板之分。化成之前的极板不存在铅酸蓄电池电化学反应的所需的正极活性物质二氧化铅。负极活性物质为海棉状铅。虽然在极板结构、工艺添加剂方面形成了正、负极板之分，但此时却不具备铅酸蓄电池放电的正、负极板条件。而通过化成这一过程，使得准备形成正极板的极板铅膏物质转化成为以二氧化铅为主体的物相结构而形成正极板，同时使得准备形成负极板的极板铅膏转化成以海绵状铅为主体的物相结构而形成负极板。化成是蓄电池制造很关键的一道工序，其转化过程的好坏都将直接影响到蓄电池的性能。对于同配方、同工艺、同批次的铅酸蓄电池,因为在化成过程中采用了不同的电流而会导致活性物质颗粒大小与排列形式的变化.通过研究发现,采用大电流化成有利于形成均匀致密的正极活性物质与界面结构,从而使电池在大电流放电的使用条件下,极板软化速度明显放缓,循环寿命大幅度提高,这一特性非常适合电动车电池的使用要求,因此可以成为电动车电池的主要化成形式.采用间歇脉冲充电方式可以有效控制大电流充电时的温升,为大电流化成在工业生产中的应用扫除了障碍。一、化成电解液的控制1、化成电解液密度的控制：化成电解液密度对极板化成质量有所影响。如果密度较高，浸酸时，极板表面就会生成结晶较粗且较厚的硫酸铅层，使得化成所需的电能增大，时间增长；如果密度较低，浸酸后，初期电解液的导电率降低，且硫酸在极板深处的扩散速率降低，从而使得极板内部的铅膏转化困难，加剧水解析气，降低电流效率，增加耗能及化成时间。因此，在化成过程中，应对化成电解液密度进行控制。硫酸的密度，以25℃时的密度为准，若测定的硫酸密度若不在25℃可按下式进行换算。d25=dt+a(t-25)式中：d25—换算成25℃时的硫酸密度（g/cm3）；dt—温度为t℃时的硫酸密度（g/cm3）；t—电解液实测温度（℃）；a—硫酸密度的温度系数。a=???2、化成电解液数量的控制：极板化成时，所用的化成电解液量直接影响极板的化成质量。极板浸入电解液后，立即发生中和反应，使硫酸浓度降低，在化成开始后一段时间，化成电解液密度继续降低，到了化成中期，密度逐渐上升，后期达到基本不变。故在化成过程中，化成电解液的密度是一个变量，而其变化的幅度与化成电解液的数量有关。当液量较多时，密度变化就小，有利于极板化成和散热。当液量较少时，其密度变化就大，不利于极板的化成和散热。特别是在化成初期，由于电解液量较少而造成的密度下降过大，会造成极板深处的铅膏化成困难。因此，在化成过程中，应对电解液的数量必须进行有效的控制。3、化成电解液温度的控制：化成过程中，电解液的温度对极板化成质量影响很大。电解液温度低于+5℃时，负极板活性物质易从板栅脱落，正极板也会出现脱皮、起层现象；如果电解液温度超过+45℃，气体析出及板栅腐蚀会加剧，活性物质之间及活性物质与板栅之间的粘合力降低，从而降低了极板的机械强度，使活性物质容易脱落。因此，化成电解液的温度一般应控制在+5℃～+45℃之间。在化成过程中，应每隔2h测量一次电解液温度。冬季温度过低，接近规定的下限值时，应采取加温措施。在夏季或电池内部温度过高时，应及时采取降温措施，如：加水冷却，如果仍然降不了温，则可相应地减小充电电流，使化成时电池内部温度降到范围之内。因减小电流而造成的充电电量不足，要通过延长充电时间来补充。二、化成电流的控制化成工序中，化成电流是一个重要的工艺参数。化成电流的大小对于化成效率、化成成本及极板的化成质量都有较大的影响。当化成电流偏低时，电流密度降低，化成充电电量不足，导致极板化成不透。如果因此而延长化成时间，一方面降低了生产效率，另一方面极板在硫酸电解液中长时间的浸泡会使极板表面的硫酸铅结晶变大，而使极板化成转化困难。当化成电流偏高时，则会使电极的极化增大，电池电压上升较高，气体析出加剧，不仅降低了电流效率，使耗能增加，而且容易造成极板活性物质疏松、脱落或者开裂，同时，电解液的温升也会加剧。因此，化成电流是工序质量控制点的重要参数，必须进行控制。注意事项：1、在化成过程中，要经常检查充电线路的完好状况，特别要注意局部产生的漏电情况，如线路、部件破损漏电。2、在化成过程中，要对化成电流实施监控，当发现电流出偏差时，要及时查明原因，并予以调整。3、在化成过程中，不得无故停电。遇到停电、设备故障等情况时，如在30min内解决或修复的，通电后应相应延长充电时间。如在30min内解决或修复不了时，应采取更换充电线路来保证及时充电，否则极板会因停电时间过长而产生化成不透或报废。4、在化成过程中，要经常检查电池内部的液面高度，当液面偏低时要及时补加纯水到规定液面高度，避免极板暴露在空气中。