正極是鉛酸電池容量控制電極⑴，要提高電池的比能量，必須設(shè)法提高正極活性物質(zhì)利用率。而提篼活性物質(zhì)利用率的一條重要途徑就是選擇合理的化成工藝。電池內(nèi)化成具有工藝相對(duì)簡單、工序少、成本低、化成時(shí)析出酸霧少和污染小等優(yōu)點(diǎn)而備受重視。但電池內(nèi)化成使極板化成比較難徹底，特別是正極化成效率低，使電池初容量受到限制。本課題就是探討最佳的化成工藝，以提高電池的容量和循環(huán)壽命。

1實(shí)驗(yàn)1.1化成制度的選擇化成制度選用兩充一放制。第一階段：0.1C2DA充電，待電池槽電壓達(dá)到2.5V時(shí)，改用。5C2A續(xù)充，待電池槽電壓又達(dá)到2.5V時(shí)，又改換電流為。25C2DA，最終電池槽壓又達(dá)到2.5V時(shí)，停止充電。然后用0.1C2A放電，至電池電壓達(dá)1.75V時(shí)停放，繼續(xù)將電池再按上述規(guī)定充足，完成電池內(nèi)化成。

1.2正極添加劑的選擇在進(jìn)行電池內(nèi)化成時(shí)，由于電液濃度太高對(duì)活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化不利，所以為提高化成效率，本實(shí)驗(yàn)在正極鉛裔中分別加入占鉛粉總質(zhì)量30%的Pb304和5%的Pb2（Pb2取自舊正極板未污染的活性物質(zhì)）。

1.3化成用電解液密度的選擇為比較電解液密度對(duì)化成效率及電池性能的影響，并國內(nèi)外鉛酸電池中常用的電解液密度，選擇密度為1.24g/cm3和1.27g/cm3兩種H2S04電解液。

1.4注酸后擱置時(shí)間的選擇對(duì)于槽式化成，在通電化成前，極板先放入化成槽中浸泡1~2h，目的是為了降溫，另外使極板浸透酸后有利于化成。但閥控電池內(nèi)化成時(shí)，電液不可能太多。若極板浸泡太久，電池中魏杰（1%4-），女，山糸省人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系副教授，博士，主要從事化學(xué)電源的研究；林立（1978-），男，湖北省人，中船712研究所助理工程師，學(xué)士，主要從事化學(xué)電源的研究。

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基金項(xiàng)目：黑龍江省博士后起動(dòng)基金資助項(xiàng)目（GFCQ45000045）的純硫酸都被極板吸收，電液相對(duì)呈現(xiàn)中性，此時(shí)硫酸鉛溶解度大大增加，部分在隔板中的PbS04在化成中會(huì)產(chǎn)生Pb2與Pb，引起短路。本實(shí)驗(yàn)考察了注酸后擱置0.5h與擱置5h后才通電化成對(duì)電池化成效果及電池性能的影響。

1.5電池性能測(cè)試組裝2V6Ah試驗(yàn)電池，采用三正四負(fù)的結(jié)構(gòu)，按1.1化成制度進(jìn)行化成。化成后分別測(cè)試含量、不同倍率電池的容量、充電接受能力及電池循環(huán)壽命損失等。電池編號(hào)見表1.表1電池編號(hào)Table電池編號(hào)化成用琉酸密度/g.cm3注酸后擱置時(shí)間/h注：6號(hào)電池為槽式化成2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論2.1不同電池所用化成時(shí)間用1.1中充電制度進(jìn)行內(nèi)化成，電池所用化成時(shí)間如下。

從上可看出，正極添加了w為5%Pb02的No.2電池，其化成所用的時(shí)間最短；而添加w為30%Pb304的電池所用時(shí)間最長。說明加入Pb2可以縮短化成時(shí)間，提高化成效率。

用d=1.27g/cm3硫酸進(jìn)行化成的電池（N0.4），其化成所用時(shí)間比用1.24g/cm3硫酸化成的電池（No.3）少。注酸后擱置時(shí)間（No.3和No.5電池相比）對(duì)化成所用時(shí)間影響不大。

2.2不同工藝參數(shù)對(duì)Pb2含置及晶型的影響對(duì)于化成好的極板，用化學(xué)分析的方法測(cè)定了正極充電態(tài)1含量，并用X射線衍射法分析了No.2和No.5電池正極的PbQ晶型，結(jié)果見表2.為N.2和No.5電池的X射線衍射圖。

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從表2可見，正極鉛膏中添加w為5%Pb02的電池，化成后正極板中Pb02含量與槽式化成相當(dāng)，比相同條件下不加Pb02的No.3電池正極板中Pb02含量提高了1.5%.而添加w為30%Pb304的電池，其正極板中Pb02含量小于槽式化成的電池，說明Pb304的加入來提高化成效果。不同密度的硫酸對(duì)化成后Pb02含量沒有顯著影響（No.3和No.4電池相比）。

進(jìn)行擱置實(shí)驗(yàn)的No.5電池的Pb02含量低于正常通電的No.3電池，說明擱置時(shí)間過長對(duì)PbO：含量產(chǎn)生不利的影響。因?yàn)樽⑺岷髷R置時(shí)間過長，活性物質(zhì)與硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在極板表面生成大量PbS04阻擋層，增大電阻，嚴(yán)重地影響化成效果。

人電池正極Pb02的XRD5%以上。并且進(jìn)行擱置實(shí)驗(yàn)的No.5電池，由于擱置時(shí)間過長極板內(nèi)部酸性比No.2更強(qiáng)，所以No.5電池的S-PbO含量高于No.2電池。

2.3化成工藝對(duì)電池容的影響分別測(cè)試了電池20h率和lh率放電容量，并計(jì)算出了正極活性物質(zhì)利用率，結(jié)果見表3.表3化成工藝對(duì)電池容置的彩響20h率容量/Ahlh率容量/Ahlh率活性物質(zhì)利用率/正極鉛青中添加為30%Pb304（N.l）和5%Pb2（No.2）電池，其20h率與lh率電池放電容量和活性物質(zhì)利用率均高于No.3空白電池。用密度為1.27g/cm3的硫酸進(jìn)行化成的No.4電池，其放電容量和活性物質(zhì)利用率略高于用密度為1.24g/cm3的進(jìn)行化成的No.3電池。注酸后擱置5h與擱置0.5h相比，無論是20h率和lh率容量，前者均不如后者，所以注酸后擱置時(shí)間過長是不可取的。

2.4化成工藝對(duì)充電接受能力的彩響表4充電接受能力比較電池5%Pb2（No.2）的電池，與No.3空白電池相比，電池的充電接受能力都得到了提高，而添加Pb304的效果更明顯。以密度為1.27g/cm3的硫酸化成的No.4電池，其充電接受能力好于以密度為1.24g/cm3的硫酸化成的No.3電池。注酸后擱置5h的電池與擱置0.5h的電池，其充電接受能力相當(dāng)。

2.5不同化成工藝參數(shù)對(duì)電池循環(huán)壽命的彩響參照汽車起動(dòng)用蓄電池標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了20次快速循環(huán)壽命試驗(yàn)，比較試驗(yàn)前后電池的20h率容量，計(jì)算了循環(huán)后的容量損失，來探討各種工藝參數(shù)對(duì)電池循環(huán)壽命的影響。結(jié)果見表5.表5不同工藝參數(shù)對(duì)電池循環(huán)壽命的彩響循環(huán)后20h率容量/Ah容量損失/%從表5可見，正極添加了Pb2的No.2電池，其容量損失最小，而添加了Pb304的No.1電池經(jīng)過20次循環(huán)后，容量損失高于空白的No.3電池。用密度為1.27g/cm3的硫酸進(jìn)行化成的電池（No.4），其循環(huán)耐久能力不如用密度為1.24g/cm3的進(jìn)行化成的No.3電池。另外，擱置5h后化成的電池，容量損失最大。結(jié)合表2的測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，擱置5h后化成的No.5電池，正極活性物質(zhì)主要是/S-PbOa-PbO的含量僅占8%，正極活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)不完整，所以電池的循環(huán)耐久能力較差。

3結(jié)論從化成效果看，正極鉛膏中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的Pb2后，能明顯地縮短化成時(shí)間，提高化成效率。而且化成后正極板中PbO：含量與槽式化成相當(dāng)。

正極鉛青中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PbO后，電池能給出較高的初容量，并且能提高電池的充電接受能力和循環(huán)耐久能力。

用密度為1.27g/cm3的硫酸進(jìn)行化成的電池，其初容量和充電接受能力都好于用密度為1.24g/cm3的硫酸進(jìn)行化成的電池，但循環(huán)耐久能力還有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

注酸后電池?cái)R置時(shí)間過長將對(duì)化成產(chǎn)生不利影響。