[发明专利]绘制蓄电池的最大充电能力曲线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，特别涉及一种绘制蓄电池的最大充电能力曲线的方法。

背景技术

由于设备、技术和工艺等多方面原因，铅酸蓄电池起初多采用外化成工艺，不仅可以降低技术门槛，规避充电技术积累不足的风险，实现产品尽早投产。然而随着环保要求的提高，国家对铅酸电池行业的整顿，淘汰落后产能和工艺技术、促进生产力加快转移和集中，实现行业整体升级，已是我国蓄电池行业的必然趋势。

根据工业和信息化部下达的《电池行业清洁生产实施方案》要求，大力实施清洁生产技术改造工程。针对电池生产过程中重金属污染物产生的关键工艺环节，结合清洁生产审核报告要求，采用一批先进成熟适用的技术，实施清洁生产技术改造工程。积极推广铅蓄电池内化成工艺、扣式碱锰电池无汞化技术与装备、电动工具等民用动力锂离子电池与氢镍电池技术，减少生产过程中污染物产生量，大幅提升电池行业的清洁生产技术水平。电池内化成是一种可以有效降低过程污染物产生，实现清洁生产的技术。但是中大型后备用铅蓄电池普通内化成工艺一般为3充2放和4充3放，化成时间在100小时左右，有的甚至达到100小时以上，是外化成工艺的2倍到3倍。工艺时间长、设备投入大(相同产能，需要更多的充放电设备)成为制约内化成工艺推广的瓶颈。

基于此，快速充电技术应运而生。所谓快速充电是指采用大电流，在短时间内把电池充好，而在这个过程中，既不产生大量气体，又不使电解液温度过高。快速充电技术能够有效提高内化成充电的效率，从而有效缩短化成时间。如何获得电池的最大充电能力曲线是快速充电应用首先需要解决的问题。

参见图1，1967年美国人J.A.MAS(马斯)以最低析气率为前提，提出了蓄电池能够接受的最大充电电流和可以接受的充电电流曲线图。如图1所示，其方程为：

i＝I₀e^-at

式中，i为任意时刻t时蓄电池可接受的充电电流，I₀为最大初始可接受充电电流，a为电池充电电流的接受比。

从图可以看出，蓄电池可接受的初始充电电流很大，但是衰减很快，主要原因是充电过程中极板产生了极化现象。在蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆积在正格板处(正极板产生氧气)，使电池内部压力加大，电池温度上升，同时缩小了正极板的面积，表现为内阻上升，出现所谓的极化现象。J.A.MS指出，在充电过程中，超过这一充电接受曲线的任何充电电流，不仅不能提高充电速率，而且会增加析气量，小于此接受曲线的充电电流，便是蓄电池的存储充电电流，此时只产生微量析气，而不会对电池造成伤害。J.A.MAS同时指出，通过瞬时大电流放电，可以使蓄电池的可接受电流曲线不断右移，从而大大提高充电速度和效率，缩短充电时间，这就是快速充电的基本理论依据。

按照以上原理，恒流限压方式在低限压条件下，可以绘制出最大充电能力曲线，但是时间长，不符合快速充电的要求。在高限压条件下，时间可以缩短，但是充电电流主要用在副反应上，造成活性物质含量低、失水高，板栅不成形等问题，无法绘制出最大充电能力曲线。

所以，针对如何获得电池快速充电的最大充电能力曲线这一问题，目前还没有有效的解决办法。

发明内容

针对现有技术，本发明提供了一种绘制蓄电池的最大充电能力曲线的方法，包括以下步骤：

将灌酸后的蓄电池放入水浴槽中，使其温度维持在20℃至40℃之间；

利用预设的限压脉冲对所述蓄电池进行充放电，直至所述蓄电池的充电量达到其额定电容量的6-8倍，结束充放电；

充放电结束后，根据每次充放电的时间和对应的所述蓄电池的电量绘制电量和时间关系曲线，即为所述蓄电池的最大充电能力曲线。

本发明提供的绘制蓄电池的最大充电能力曲线的方法，在上述将灌酸后的蓄电池放入水浴槽中之前，还包括以下步骤：

利用灌酸机对所述蓄电池进行灌酸。

作为一种可实施方式，在充放电过程中，所述蓄电池的温度维持在30℃。

作为一种可实施方式，利用预设的限压脉冲对所述蓄电池进行充放电，直至所述蓄电池的充电量达到其额定电容量的6-8倍，结束充放电，包括以下步骤：