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)化成具有工藝相對簡單、工序少、成本低、化成時析出酸霧少和污染小等優(yōu)點而備受重視。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實驗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，改用。5C2A續(xù)充，待電池槽電壓又達(dá)到2.5V時，又改換電流為。25C2DA，最終電池槽壓又達(dá)到2.5V時，停止充電。然后用0.1C2A放電，至電池電壓達(dá)1.75V時停放，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，由于電液濃度太高對活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化不利，所以為提高化成效率，本實驗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注酸后擱置時間的選擇對于槽式化成，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，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。

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

1.5電池性能測試組裝2V6Ah試驗電池，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。電池編號見表1.表1電池編號Table電池編號化成用琉酸密度/g.cm3注酸后擱置時間/h注：6號電池為槽式化成2實驗結(jié)果及討論2.1不同電池所用化成時間用1.1中充電制度進(jìn)行內(nèi)化成，電池所用化成時間如下。

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

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

2.2不同工藝參數(shù)對Pb2含置及晶型的影響對于化成好的極板，用化學(xué)分析的方法測定了正極充電態(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。

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)行擱置實驗的No.5電池的Pb02含量低于正常通電的No.3電池，說明擱置時間過長對PbO：含量產(chǎn)生不利的影響。因為注酸后擱置時間過長，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)行擱置實驗的No.5電池，由于擱置時間過長極板內(nèi)部酸性比No.2更強，所以No.5電池的S-PbO含量高于No.2電池。

2.3化成工藝對電池容的影響分別測試了電池20h率和lh率放電容量，并計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，所以注酸后擱置時間過長是不可取的。

2.4化成工藝對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)對電池循環(huán)壽命的彩響參照汽車起動用蓄電池標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了20次快速循環(huán)壽命試驗，比較試驗前后電池的20h率容量，計算了循環(huán)后的容量損失，來探討各種工藝參數(shù)對電池循環(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)。

注酸后電池擱置時間過長將對化成產(chǎn)生不利影響。