[发明专利]一种提升铅蓄电池低温容量的化成方法

说明书

本发明公开了一种提升铅蓄电池低温容量的化成方法，属于铅蓄电池生产技术领域。本发明通过控制化成前期不同阶段的电压值、电压下降过程的最低值、电压上升速度、充电量、充放电过程的温降速度和温升速度及放电电流值等，将正极板物质的孔尺寸变大，负极板物质的孔尺寸变小，将正极板对电解液硫酸的争夺能力变弱，将负极板对电解液硫酸的争夺能力变强，使正负极板对电解液硫酸的争夺处于一种动态的平衡状态。本发明方案构建的正极板物质的孔尺寸变大，负极板物质的孔尺寸变小，采用本发明制备的铅蓄电池的低温性能得到明显提升。

技术领域

本发明属于铅蓄电池化成技术领域，具体涉及一种提升铅蓄电池低温容量的化成方法。

背景技术

低温容量是电动车用铅蓄电池的一项关键性能指标，按照GB/T22199.1～2017《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》进行低温容量检测，低温箱环境温度设定为-18℃±1℃，将充满电的铅蓄电池在低温箱中静置12h，静置结束后，以2小时率电流进行放电，根据放电的容量进行合格判定。

原辅材料和生产工艺都会对电池低温性能产生明显的影响。其中电池化成工序是指活性物质的转换过程。半成品电池正负生极板的主要成分是碱式硫酸铅，通过加酸机向铅蓄电池中注入过量的稀硫酸，然后进行充电，在此过程完成活性物质的转换过程。化成结束后，电池处于荷电状态，正极板中生成二氧化铅，负极板中生成铅，电解液硫酸储存于AGM隔板中。在放电过程中，正极和负极都需要电解液硫酸参与反应，并且电解液硫酸必须要及时的从AGM隔板中扩散到活性物质的孔中，反应才会继续进行。如果正极或者负极缺少电解液，反应就会停止，电池放电就会停止。电解液都储存在AMG隔板中，因此正极和负极对电解液硫酸的抢夺能力会直接影响正极和负极的放电反应。特别是在低温条件下，电解液硫酸的粘度会增加，流动性受到影响，因此在低温条件下的放电要比常温条件下的放电时间更短，正极和负极对电解液硫酸的抢夺能力显得极为关键。正极和负极既要抢夺电解液硫酸进行放电，又不能因为某一极抢夺能力太强导致另一极缺酸而使反应终止，应该保持在一个动态平衡状态。

由于极板表面形成很多孔，具有毛细作用，极板抢夺电解液硫酸的能力会受到孔尺寸大小的影响，而孔尺寸大小与化成的过程息息相关。在化成过程中，正负极活性物质完成转换的同时也伴随着新的多孔结构的形成，特别是在孔结构构建的前期阶段。在国际上，按照孔径尺寸的大小将孔分为3类：D＜2nm为微孔，2nm＜D≤50nm为中孔或者介孔，D＞50nm为大孔。根据这个标准，化成过程结束后，正极板的孔结构以大孔为主，孔尺寸集中分布的范围是0.1μm～1.0μm，伴有少量的中孔，直径尺寸在20nm～40nm范围内。负极板的孔结构也是以大孔为主，但是孔尺寸集中分布的范围是5μm～10μm，即负极板的孔直径要远大于正极板的孔直径，负极板在电解液争夺能力上处于弱势。如果正极板对电解液硫酸的争夺能力更强，负极板对电解液硫酸的争夺能力更弱，组装的铅蓄电池的低温性能会更差。要提升铅蓄电池的低温性能，理想的状态是将正极板的孔的尺寸变大，负极板的孔尺寸变小，将正极板对电解液硫酸的争夺能力变弱，将负极板对电解液硫酸的争夺能力变强，正负极板对电解液硫酸的争夺处于一种动态的平衡状态。

在铅蓄电池的化成的过程中，对正极而言，正极板需要有一定的温度，温度太低会降低正极板中活性物质的转换效率。对负极而言，温度过高，负极板中孔的构建效果不理想，构建的进程与电压、化成过程温升的控制、充电量有绝对关系。本发明通过控制化成前期不同阶段的电压值、电压下降过程的最低值、电压上升速度、充电量、充放电过程的温降速度和温升速度及放电电流值等，达到控制正负极板物质的孔结构及提升电池的低温性能的目的。

发明内容

基于现有的化成方法的不足，本发明公开了一种提升铅蓄电池低温容量的化成方法。

一种提升铅蓄电池低温容量的化成方法，包括以下步骤：