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闵卫丰:铅酸蓄电池快速化成系统技术
2016-09-09 17:31:00
关键词:铅酸蓄电池技术交流会闵卫丰

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江苏金帆电源科技有限公司总工程师闵卫丰致辞

  2016年9月9日上午,2016首届中国国际铅酸蓄电池技术交流会在四川召开。江苏金帆电源科技有限公司总工程师闵卫丰致辞,内容如下。

  各位专家、各位来宾大家下午好!今天我给大家介绍一下铅酸蓄电池快速化成,说到化成,我们首先会想到电池的两种化成的方法。一种是我们以前企业用的比较多的外化成,那么随着这几年国家对环保要求的提高,铅酸蓄电池企业由传统的外化成转换为内化成的方法。打个比方,如果我们把外化成看作动物的孪生的话,内化成相当于从孪生到单生。

  我们可以看一下,他不但节省了大量的场地设备,也节能了生产工序,使电池生产质量能够得到很好的控制,所以也受蓄电池的青睐。那么

  外化成和内化成相比,在化成过程中,生产周期比较长,所以这个成为制约内化成生产的主要瓶颈。如何使内化成又好、又快进行化成,目前我们大家比较认可的就两种技术,一个是采用脉冲方式电流,一种是采用酸性方案进行内化成。

  那么我们下面将分两块来介绍两种化成的方案,我们针对隔板,我们介绍一下脉冲快速化成。我们针对铅酸蓄电池介绍一下系统,

  那么早在上个世纪60年代,美国的科学家马斯就提出了铅酸蓄电池的最佳化成的理论,我们看看这幅图,图上的红线,就是最佳充电的曲线,X轴是时间轴,S轴是充电电流随着化成的进行,充电电流同时间的关系是删减。马斯还提出了改变这种方式,这个定律表明如果蓄电池在充电过程中适当加入放电电流,可以改变充电的设立,同时改变充电最佳曲线的运行轨迹。

  下面我们来看一下这个示意图,我们采用的快冲化成,这是采用传统的模式化成的示意图,在这幅图中,我们采用两阶段充电的方法,在充电的前期采用较大的电流,后期采用小的电流,这个阴影部分就是我们的充电接受区,我们可以看到,就是在这个充电接受区的差别。如果按照这个方法来化成,电池的吸气比较严重的。我们看一下右边这幅图,我们采用正外冲的方式,我们根据电池的特性有所调整。那么采用这个脉冲的方式,充电接受区不再是我们图上的阴影部分,他向上移动。所以,采用快速脉冲化成可以解决蓄电池的最佳充电曲线,同时加强二氧化碳的提高,铅酸蓄电池的充电效率,延长铅酸蓄电池的使用寿命。

  我们在过去的几年中,我们做了很多的实验。我们通过控制技术的不断提高和进步,使原来不可能的技术成为可能。那么能够达到快速化成简单的数据分析,第一个是能够提高产能,在小面积化成的话,我们采用脉冲方式,一般是40小时,原来是88到92小时,比传统的化成工艺缩小比较大的时间。第二能够提高寿命,可以减少电池的污水,通过增强极板,第三是节约电量,快速化成我们缩短了时间,所以在节约电量方面比可观的。

  下面我们看两款铅酸蓄电池的对照比,我们单次化成节约时间是44小时,每年的产量提升能发到93.6%的百分比。那么快速化成如果一年一万的平均节约电量,可以达到3530万小时,一年可以节约大约282万资金。下面我们来看一下电池脉冲化成的二放电池,耗时是46小时,每年化成的次数190次,每年产能97.8%,平均每年节约电量的话,达到399瓦时,我们通过试验给大家介绍一下快速化成。

  我们针对这个快速化成,脉冲快速化成我们是三冲两化,环境温度是25度,在15度以下我们不采用水。最高的温度是48度,我们看这个现场化成的图片。这里是8只12AH快速脉冲化成的对比,那么能量二放采用的横流是13.5瓦时,24小时的电压的数据汇总,采用化成后,脱水量相对脉冲化成要大,是二放容量是13.25,而24电压是13.440,我们再看一下12AH电池二放容量的对比表和我们12AH电池脱水量的对比表,大家看一下就可以。还有我们的12AH电池初始容量终止电压的对比表和的12AH电池24小时的静置电电压对比表,这个差别还是比较大的。

  那么这里是一副采用脉冲工艺化成电池的图,他能够达到这个要求。这里是一个12AH的80%的容量的一个对比,红色曲线我们采用电池进行循环使用寿命,绿色的曲线是脉冲的曲线,采用的是充电放电的方法。在对比图中,快速脉冲的容量的循环比较低,那么这里我们还附加做了一个实验。采用快速脉冲化成的一个曲线,我们在做曲线的时候,采用脉冲充电的方法,放电还是传统的一个放电的方法,我们能看到如果采用脉冲充电进行循环设立,电池的循环寿命能够得到大大的延长。

  下面是一个12AH的循环的对比曲线,蓝色的曲线是我们采用快速脉冲化成的一个循环寿命曲线,红色采用脉冲充电横流放电的方法,我们看这个曲线得出这样的结论,才能快速脉冲化成,电池的循环寿命要比采用横流充电的话,能够得到较大的提升。下面是这个解剖图,我们可以看到横流化成经过80%的循环后,通过脉冲化成的话,我们做了489次循环寿命试验,我们解剖下来这个骨架相对比较完整,这是我们客户给我们做的一个二氧化铅的指标分析。

  红色我们采用脉冲快速化成工艺得到了二氧化铅的含量,以及二氧化铅的一个比例。我们从这幅图可以看到,采用脉冲快速化成的正极板的指标要比横向的指标好,提高电池的使用寿命。那么下面由于篇幅的需要,我们对其他的一些规格的电池的化成我们做一个表格,给大家做一个看一下。

  这个是20AH电池内化成对比表,那么这是一个100AH的电池内化成的对比表,100AH的对比我们能够看到,用时也是能够得到比较好的改观,充电量节省了71AH,这是150AH的电池内化成对比,我们可以看到用时、用电量也可以得到较大的缩短和减少。这是一个300AH的对比,那么脉冲充电是四冲三放,用时和耗电能够得到减少。这是一个520AH的电池内化成,同样,耗时和用电量都可以看到,有减少和缩短。

  那么我们在用户现场也做了一些实验,这是一个我们比较好的用户,在他们的帮助下做了一些实验。电池型号还是120AH的,我们也是采用三充三放,我们采用脉冲的方式。这是120AH电池内化成的参数,这是一个在客户现场12AH的内化成的解剖图片,这个是厂家做的一个二氧化铅含量的化验结果。我们可以看到,这个二氧化铅的含量都是符合厂家的标准的。

  这是我们在客户现场做的另一种类型20AH电池的参数,我们也是采用三充二放,同样我们来看以下这个数据的汇总表,这是20AH电池在客户现场的解剖图,这是20AH二氧化铅含量的化验结果,也是符合厂家的标准。

  那么我们来看这个两种内化成方式,就是脉冲化成和衡量化成的图,根据脉冲快速内化成多次试验结果综合分析,其化成时间较传统的横流压化工艺缩短二分之一,化成当量减少10%,初始容量提高1.5%脱水量减少10到15%,二氧化铅含量提高4%,所以能够满足对电池工厂化成生产的要求。所以这里是一个简单的快速脉冲内化成的一个结论。

  下面我们介绍一下我们针对快速化成的方案,我们看一下,铅酸蓄电池的充电机经历了四个发展历程,从最早的不可控的IGB型到我们现在的这四个阶段,我们现在能够铅酸蓄电池是第五代的新型的充电机。我们针对原来的IGB型,我们进行了一系列产品的升级。首先我们增加脉冲充电的功能,第二已经在电流电压的控制下,我们现在支持到千分之一的安全精度,同时我们对系统软件进行了全面的升级。

  那么我们现在这个脉冲化成的方式是比较多的,我们在实验中实验的脉冲方式主要是这两种方式,第一种是间歇脉冲方式和正负脉冲方式。我们针对以前传统的化成充电机,在这个精读方面有一些缺陷,那么我们在新的脉冲化成机上面,采用了分段插曲,提高了电流电压的信息度。我们脉冲内化成设备实现软件并联,能够达到一机多用的目的。我们在校准方面也采用了工作,我们采用操作工人一键就可以搞定的。

  我们对软件也采用了全面升级,淘汰了原来的软件,操作工人在操作软件的时候,能够比较直观地了解化成情况,那么软件的功能也是得到了很多的扩充。

  数据分析功能的话,我们也是得到了全面的提升,像数据记录这一块,我们实现0.1秒,甚至能实现0.01秒。同时我们这套软件能够实现数据共享,我们通过数据库实现数据的联网。像我们可以通过手机访问我们服务器,了解实时的化成情况。

  下面简单地介绍一下双循环系统,这个系统是应用于电池内化成生产工艺,主要通过动力来输送到电池内部,配置好的酸送到酸缓冲槽,然后进行调整,达到规定的温度的酸进入循环系统。单个酸系统完成之后,可对进行再次的配置供下次循环使用。我的介绍就到此,谢谢大家。

稿件来源: 电池中国网
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