内化成电池与外化成区别及什么叫无镉

锂离子电池基础知识大汇萃锂离子电池名称简介现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。

所以在认识锂离子电池之前，我们先来介绍一下锂电池。

举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。

锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。

按照大家习惯上的命名规律，我们称这种电池为锂电池。

锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。

电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。

锂离子电池的广泛用途发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。

锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。

锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。

应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。

锂离子电池的主要构成(1)电池盖(2)正极----活性物质为氧化钴锂(3)隔膜----一种特殊的复合膜(4)负极----活性物质为碳(5)有机电解液(6)电池壳锂离子电池的优越性能我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池(Ni/Cd)和镍氢电池(Ni/MH)来讲的。

那么，锂离子电池究竟好在哪里呢？(1)工作电压高(2)比能量大(3)循环寿命长(4)自放电率低(5)无记忆效应(6)无污染以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比：技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池工作电压(V) 1.2 1.2 3.6重量比能量(Wh/Kg) 50 65 105-140体积比能量(Wh/l) 150 200 300充放电寿命(次) 500 500 1000自放电率(%/月) 25-30 30-35 6-9有无记忆效应有有无有无污染有无无锂离子电池的工作原理大家都已知道，锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。

职工教材---- 4化成1．化成原理化成之前的正负生极板的主要成分，即直接参加化学变化的物质都是Pb,PbO, PbSO4, 完全相同，只不过由于配方和工艺不同，数量上有一些差异。

其他的添加剂是不直接参加充电反应。

化成的目的是，通过直流充电的方法，发生电化学反应，在正极Pb. PbO, PbSO4等物质进行阳极氧化，转化成PbO2 , 在负极Pb, PbO, PbSO2 等物质阴极还原，转换成海绵状的金属铅。

使正负极板上分别成为蓄电池的活性物质的荷电状态。

化成是在蓄电池生产过程中，最典型的一个电化学过程。

2．化成方法在实际中，所采用的化成方法一般有以下两种：1) 槽化成----化成槽化成，比较常用。

2) 电池化成---也称为内化成。

这种方法的特点是先将生极板组装成蓄电池，然后用比较合理的充电方法进行化成。

电池化成的方法可以省去比较复杂的极板化成工序，但在化成的充电方法上需要采取以下特殊措施：①化成电解液：化成电解液密度较高，化成时间较长。

因此通常采用化成初期加入较低密度的电解液，化成结束倒出化成电解液，再灌入高密度的电解液，带液出厂。

②化成制度：要采用不同阶段用不同的电流密度，分阶段的进行比较复杂的化成制度，化成时间很长，充电量达到7倍以上，化成效率较低。

③化成温度较高，需要良好的冷却系统，要控制化成温度。

④蓄电池是带电解液保存和运输的（称作带液蓄电池），所以对保存和运输的要求比较高。

3. 化成过程中的化学反应和电化学反应⑴化学反应固化后的生极板主要组成是PbO, PbSO4, 以及碱式硫酸铅和少量的金属铅。

其中PbO和碱式硫酸铅都是碱性化合物。

因此，在硫酸电解液中，发生中和反应（在这之前先经过水化反应）其化学反应为：PbO+ H2SO4→ PbSO4 + H2O3PbO·PbSO4·H2O+ 3H2SO4→ 4PbSO4 + 4H2OPbO·PbSO4 + H2SO4→ 2PbSO4 + H2O（4PbO·PbSO4 + 4H2SO4→ 5PbSO4 + 8H2O）这些反应的结果消耗硫酸，化成初期硫酸电解液密度下降。

超威内化成工艺带领蓄电池走向绿色环保12月23日，国家环保部发布了2014年度环境保护科学技术奖获奖项目公告，由超威集团申报的“无镉铅酸蓄电池多阶段内化成工艺项目”荣获环保科学技术奖二等奖，成为蓄电池行业中首个获得该奖项的企业。

早在超威内化成工艺成功研发之前，国内的动力电池生产普遍采用的是铅锑镉外化成工艺。

外化成工艺是在化成槽中完成极板化成，化成后的极板因含各种“杂质”和硫酸，需要大量清水冲洗，这两道工序用水量约占到整个蓄电池生产用水的90%。

化成期间不仅水分分解严重，还产生大量的酸雾，需要不断补水。

极板化成出槽后又需要对极板进行水洗，这也是电池极板生产耗水量最大的工序，同时又会产生大量含酸、含铅的废水。

水洗后的负板浸抗氧化剂，不仅增加成本，烘干极板时还需要消耗大量热能。

因此外化成工艺是导致能耗、重金属污染居高不下的关键问题。

为了更好地引领蓄电池行业健康发展，让这个产业真正走上绿色之路，即使在蓄电池行业产能过剩竞争激烈的关键时刻，超威集团毅然选择投身到无镉内化成工艺的研发上来。

2003年，超威集团成立了“无镉内化成工艺”研发小组，经历了六年风雨，到2009年下半年，前后经过三次大的工艺调整的无镉内化成电池的工艺研发终于成功。

经初步测算，无镉内化成工艺和传统外化成相比减少用水90%、节电25.8%，降低成本15%，员工的职业病危害减少90%，产品在市场上收获到了良好的口碑，现场检测的数据、市场反馈的数据让超威苦尽甘来！据了解，超威集团历时多年、投入巨资研发而成的“无镉铅酸蓄电池多阶段内化成工艺项目”已经在集团各子分公司及联合生产企业中全部推行，其先进的环保性能有效解决了铅酸蓄电池行业能耗、资源消耗、环保等瓶颈问题，对该产业实现绿色发展具有革命性意义。

超威集团内化成工艺被国家环保部门专业人士认为是中国蓄电池行业的旗帜，为行业环境保护工作做出了巨大贡献。

电化学知识点总结选修4 人教版电化学学问点总结选修4 人教版电化学原电池装置特点：化学能转化为电能。

①、两个活泼性不同的电极；形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；原③、形成闭合回路（或在溶液中接触）电负极：用还原性较强的物质（活泼金属）作负极，负极向外电路供应电子；发生氧化反应。

池基本概念：正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。

原电极反应方程式：电极反应、总反应。

理失e-,沿导线传递，有电流产生氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=2H2↑不溶阳移解断离子向电解质溶液电极反应：负极（锌筒）Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）2NH4++2e-=2NH3+H2↑①、一般锌锰干电池总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池：电解质溶液：糊状的NH4Cl特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌锰干电池电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。

正极（PbO2）PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O负极（Pb）Pb+SO42--2e-=PbSO4铅蓄电池：总反应：PbO2+Pb+2H2SO4充电2PbSO4+2H2O电解液：1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4溶液蓄电池特点：电压稳定。

Ⅰ、镍镉（NiCd）可充电电池；其它蓄电池Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2Ⅱ、银锌蓄电池锂电池①、燃料电池与一般电池的区分不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时燃料电极反应产物不断排出电池。

电池②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。

负极：2H2+2OH--4e-=4H2O；正极：O2+2H2O+4e-=4OH-③、氢氧燃料电池：总反应：O2+2H2=2H2O特点：转化率高，持续使用，无污染。

与铅酸蓄电池产业政策有关的术语定义
1 开口式普通铅酸蓄电池
酸雾未经过滤的直排式结构，内部与外部压力一致的蓄电池。

2 普通型铅酸蓄电池
使用期间需定期补加电解液的蓄电池。

3 大容量密封型免维护蓄电池
比能量高于同类产品10%（额定容量计算值）、密封结构、在使用寿命期间免维护的蓄电池。

4 起动型蓄电池
指各种汽车、拖拉机、船舶以及其他内燃机车的起动、点火和照明用的铅酸蓄电池。

5 动力型蓄电池
指各种电动汽车、电动助力车、电动三轮车、四轮微型电动车(包括游览车、巡逻车、高尔夫球车、短距离道路车等)以及其他电动牵引车辆和设备动力源用的铅酸蓄电池。

6 浮充型蓄电池
是指电信、电力以及计算机系统、应急装置的UPS不间断电源（备用电源）和应急电源用铅酸蓄电池。

7 储能型蓄电池
是指太阳能光伏系统、风能发电系统以及潮汐能发电系统、地热能发电系统以及其它可再生能源用的铅酸蓄电池
8 外化成
外化成也称槽化成，是将生极板放入化成槽中化成充放电，极板须经干燥装入蓄电池、灌入电解液，经补充电生产电池的工艺过程。

9 内化成
内化成是将生极板装配成电池，灌入电解质，经充放电生产蓄电池的工艺过程。

10 开口式铅粉机
铅粉生产工序过程中需要人工加料或人工收集铅粉的铅粉机。

11 开口式合膏机
合膏生产工序过程中需要人工加料或人工出膏的合膏机。

电动车电池内化成工艺化成技术要点详解一、内化成工艺中主要是电解液浓度、电流密度、化成时间等主要参数的确定其需注意事项如下：1、化成电流密度正极、负极的活性物质转化质量关键是电解液沿铅膏表面内扩散作用的大小及均匀性，扩散速度大小及扩散的均匀性都依赖电流密度大小，即控制电极反应的速度。

当控制化成电流大小适当后，化成质量就高。

化成方式甚多，通常以分阶段恒流化成为佳。

化成电流制度通常根据化成反应进行的程度确定，一般化成初期电流小，而后迅速增大到中期，因这两个阶段副反应少，电流效率高，到中期之后，副反应多起来了，主要是水的分解，氧与氢开始析出，耗电多，后期水分解耗电达90%，故化成后期应用小电流才适合。

这种化成电流从大到小递减，可提高电流效率，缩短化成时间，这是因为化成电流是时间的函数。

主张化成前期小电流，理由是化成开始，极板由PbSO4所覆盖，而PbSO4是不良导电体，若使用Pb-Ca-Sn板栅，电流太大，在化成初期会出现α- PbO2的玻璃层状物质布满板栅，使板栅强度变差，化成中期允许大电流，最合理最优异的化成模式的电流制度是初期小、中期大、后期又小的电流密度。

2、化成电解液浓度槽化成用电解液浓度一般与化成的极板厚度、电解液温度有关。

通常电池极板厚度一般以3mm为界，>3mm电解液浓度在d=1.10～1.15(20℃),<3mm厚的薄极板电解液浓度在d=1.03～1.06范围。

化成电解液浓度不宜太浓,对极板极化作用大,析气也多,降低了电流效率,但太稀的电解液化成也不妥,对极板内部活性物质难以充分转化.电池化成的初始电解液浓度通常用d=1.24～1.28(20℃).3、化成时间通常由于铅膏组成有多种多样,当PbO还原成绒状铅与PbO2时,都按PbO计算,每千克PbO的转化,在理论上需消耗300～600A·h电量,即耗电量理论值为150%～250%。

实际上耗电量与铅膏配方、制造极板工艺以及化成制度有关。

锂电池基础知识讲解理想的锂离子电池，除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外，不发生其他副反应，不出现锂离子的不可逆消耗。

实际的锂离子电池，每时每刻都有副反应存在，也有不可逆的消耗，如电解液分解，活性物质溶解，金属锂沉积等，只不过程度不同而己。

实际电池系统，每次循环中，任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应，都可能导致电池容量平衡的改变。

一旦电池的容量平衡发生改变，这种改变就是不可逆的，并且可以通过多次循环进行累积，对电池性能产生严重影响。

⑴正极材料的溶解尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因，对于Mn的溶解机理，一般有两种解释：氧化还原机制和离子交换机制。

氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高，在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应:2Mn3+（固）Mn4+（固）+Mn2+（液）歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。

离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换，最终形成没有电化学活性的HMn2O4。

Xia等的研究表明，锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大（由常温下的23%增大到55℃时的34%）[14]。

⑵正极材料的相变化[15]锂离子电池中的相变有两类：一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变；二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。

对于第一类相变，一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化，同时在材料内部产生应力，从而引起宿主晶格发生变化，这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。

第二类相变是Jahn-Teller效应。

Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩，导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。

由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变，也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。

在深度放电时，Mn的平均化合价低于3.5V，尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。

助动车用蓄电池内化成研讨一般把生极板装配成蓄电池后，再加入电解液充电化成的工艺方法叫做“内化成”。

把先将生极板用化成槽充电化成的工艺方法叫做“外化成”从控制产品质量观点出发，“外化成”工艺多了两道选品工序，这就是下片化成可以把发现有问题而漏检的生极板剔出。

化成好后要经过干燥、修整、分片、刷极耳等工序，再逐片检验剔出熟极板中的不合格品，因为有些极板的质量问题，生极板是看不出来的，例如，极板的弯曲、脱皮、掉粉、疏松、负极板出现铁锈斑等质量问题，只有化成干燥后的熟极板才能看出来，而“内化成”是用极板组装电池，如果发生上述质量问题就不会及时发现，产品在使用中出现的质量问题就更难以追溯找出原因，因此采用“内化成”工艺给技术质量控制，技术工作提出了更严格的要求。

在技术、设备、材料、生产环境、工人素质都还达不到高标准要求的情况下，还是采用传统的“外化成工艺”较好。

通过研究发现，采用大电流化成有利于形成均匀致密的正极活性物质与界面结构，从而使电池在大电流放电的使用条件下，极板软化速度明显放缓，循环寿命大幅度提高，这一特性非常适合电动车电池的使用要求，采用间歇脉冲（秒级的慢脉冲）充电方式可以有效控制大电流充电时的温升，为大电流化成在工业生产中的应用扫除了障碍。

根据电池的具体要求设定包括幅值电流、脉冲频率、脉冲占空比、充电时间在内的脉冲化成工艺参数。

幅值充电部分外特性显示为恒流，实际上是由多种不同频率的高次谐波叠加而成。

化成过程中电解液的欧姆电压降和两极极化必将转化为热，而内化成除电化学反应外还伴随有大量放热的化学反应，且要求充进几倍于额定容量的电量，就使得化成和普通充电相比有更多的热量产生，设法去除和削弱极化是抑制温升的有效办法。

在同样占空比和幅值电流的情况下，采用慢脉冲的方式，其幅值电压虽然会更高，但由于有较为充裕的停充时间，大大减少了析气量，使硫酸和水有充分的时间扩散到极板的底部，减小了化成时电解液的浓差极化，大大提高了极板的化成效率，可以使极板孔隙间的硫酸被充分稀释，离子非线性浓差扩散达到稳态，充电可以反复从较低的电压开始，使充电效率得以提高，同时也消除了欧姆极化和电化学极化。

内化成电池生产新技术随着科技的不断进步，电池作为储能设备的重要组成部分，在现代生活中扮演着至关重要的角色。

传统的电池生产过程存在诸多问题，例如材料成本高、生产过程复杂、环境污染等。

因此，研发新技术以提升电池的性能和降低制造成本，已成为电池行业的重要课题之一。

内化成电池生产新技术是指将电池的关键部件集成在电池内部，以提高电池的性能和降低制造成本。

这一技术的出现，将对电池产业产生深远的影响。

首先，内化成电池生产新技术能够提高电池的能量密度，使电池更加轻薄、高效。

其次，内化成技术能够降低电池的生产成本，提高生产效率，减少对稀缺资源的依赖。

此外，内化成技术还有助于减少电池的污染排放，提高电池的循环利用率，实现可持续发展。

内化成电池生产新技术在现代电池产业中已经取得了一定的突破。

以锂离子电池为例，内化成技术使得电池的能量密度大幅提升，从而延长了电池的使用时间，提高了移动设备的续航能力。

此外，内化成技术还可以有效降低电池的内阻，提高电池的充放电效率，使得电池可以更快地充电并释放能量，满足现代人对快速充电的需求。

除了锂离子电池，内化成电池生产新技术还有望在其他类型的电池中得到应用。

例如，钠离子电池是一种具有潜力的新型储能技术，内化成技术可以进一步提高钠离子电池的能量密度和循环寿命，推动其在能源存储领域的广泛应用。

此外，固态电池作为下一代电池技术的热点之一，内化成技术也可以帮助提高固态电池的安全性和稳定性，加速其商业化进程。

然而，内化成电池生产新技术还面临一些挑战和难题。

首先，技术研发和产业化转化需要大量的资金投入和时间。

其次，新技术的应用需要建立完善的产业链和标准体系，以确保产品的质量和安全性。

此外，内化成技术还需要克服材料的选择和工艺的优化等问题，进一步提高电池的性能和可靠性。

内化成电池生产新技术是电池产业发展的重要方向之一。

这一技术的应用将推动电池的性能提升和制造成本降低，促进电池产业的可持续发展。

在未来，我们可以期待内化成电池生产新技术在各类电池中的广泛应用，为人们的生活带来更加便捷和可持续的能源解决方案。

锂离子电池内部的构造和形状分类锂离子电池的制造工艺技术非常严格，复杂，锂离子电池制造工艺流程中的几个主要工序如下：1、制浆用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。

2、涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正、负极极片。

3、装配按正极片一隔膜一负极片一隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。

4、化成用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。

电池的结构锂离子电池的形状主要有圆柱形锂电池和方型锂电池两种，此外还有扣式锂离子电池。

1998年，锂离子电池产量2．80亿只(60％为圆柱形电池，40％为方形电池)，其中40％用于笔记本电脑，40％用于手机，20％用于摄像机等。

无论是何种锂离子电池，锂离子电池的基本结构为：正极片、负极片、正负极集流体、隔膜纸、外壳及密封圈、盖板等。

(1)正极目前使用的有LCo()2，LiNi02，LiMmO，等，从电性能及其他综合性能来看，普遍采用LiCoQ制作正极，即将LiCo()2与粘结剂(P丁FE)混合，然后碾压在正极集流体(铝箔)上制成正极片。

(2)负极将石墨和粘结剂混合碾压在负极集流体(铜箔)上。

(3)电解液较好的是LiPF6，但价格昂贵；其他有LiAsF6，但有很大的毒性；LiClQ，具有强氧化性；有机溶剂有DEC，DMC，DME等。

(4)隔膜纸采用微孔聚丙烯薄膜或特殊处理的低密度聚乙烯膜。

此外，外壳、盖帽、密封圈等，根据电池的外形变化而有所改变。

还要考虑安全装置。

方型和圆柱形锂离子电池一样，盖子上也有一种特殊加工的破裂阀，以防止电池内压过高而可能出现的安全问题。

这种阀一旦打开，电池即失效。

同样，锂离子电池的极片也是卷绕起来的，它完全不同于方形MH—Ni或Cd-Ni电池的叠片结构。

超威“无镉内化成工艺”通过鉴定
佚名
【期刊名称】《蓄电池》
【年(卷),期】2011(48)1
【摘要】随着汽车、电信、电动车（特别是电动自行车）以及可再生能源储能需
求的高速增长，中国的铅酸蓄电池行业得到了很大的发展。

但由于铅酸蓄电池产品，特别是动力型蓄电池普遍采用传统的含镉配方及应用外化成工艺技术生产，造成重金属镉含量超标及其含铅等污染物的产生，且水资源浪费严重，特别是铅污染问题一直被外界所诟病，而且也成为了制约行业良性发展的瓶颈。

【总页数】1页(P46-46)
【关键词】化成工艺;蓄电池行业;鉴定;无镉;动力型蓄电池;可再生能源;电动自行车;水资源浪费
【正文语种】中文
【中图分类】TM912.105
【相关文献】
1.超威电源完成铅酸蓄电池内化成工艺技术改造 [J], ;
2.艰难时刻超威解码无镉内化成核心工艺 [J], 威力无限
3.超威全面实行无镉内化成工艺 [J], 陈诗镐
4.新需能内化成无镉电池闪亮上市 [J], 许芸冰
5.乙内酰脲体系无氰电镀镉工艺 [J], 黄勇;杜楠;沈宗耀;王帅星
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科技成果——节水型无镉铅蓄电池多阶段内化成工艺适用范围铅酸蓄电池电池极板制造及组装生产过程技术原理化成是蓄电池制造十分关键的一道工序，其技术原理是利用化学和电化学反应使极板转化成具有电化学特性的正、负极板的过程，其转化过程的好坏将直接影响蓄电池的性能。

化成有外化成和内化成两种工艺，外化成工艺是把固化后的生极板置于带硫酸的化成槽内充电化成为熟极板，然后组装电池，最后再补充充电；内化成是把固化后的生极板直接组装电池，然后充电化成。

相比外化成工艺，内化成工艺省略了生极板在化成槽内充电化成为熟极板的过程，其优点是节约了化成槽用水，以及外化成完成后极板清洗用水。

工艺流程工艺流程图关键技术（1）板栅合金材料优选技术内化成电池广泛采用铅钙合金方案，其最大优点是具有优异的免维护性能。

但由于钙元素的存在，铅钙合金板栅与活性物质界面易生成硫酸铅、硫酸钙或半导体性质的氧化物阻挡层，增加电池内阻，出现“早期容量衰减严重和深循环寿命性能差”。

该项目研究一种铅钙基铅蓄电池板栅合金材料优选技术，解决内化成铅钙电池容量衰减和循环寿命短等问题。

（2）新型板栅结构设计技术板栅是活性物质的导电体和承载体，其结构设计对蓄电池的性能影响较大。

对于动力型铅蓄电池，在设计时应考虑板栅的厚度要适中、板栅的尺寸根据容量大小、筋条粗细、筋条布局等几个方面的问题。

其中筋条布局对电池的导电性和大电流充放电性能有着较大影响。

该项目研究一种新型板栅结构，以提高电池的大电流充放电性能。

（3）铅膏方法和新型添加剂技术铅膏相组成决定极板的容量和寿命。

该项目选择合适的和膏温度范围和添加剂，以提高铅膏中4BS含量，提高极板循环性能。

（4）固化工艺技术固化工艺控制对极板的容量、寿命、化成难易程度都有较大的影响。

该项目研究较合理的温度、湿度控制方案，以提高极板质量。

（5）内化成充放电技术化成是蓄电池制造十分关键的一道工序，其转化过程的好坏都将直接影响到蓄电池的性能。

该项目研究一种内化成充放电技术，以提高活性物质转化率，提高电池初始容量和使用寿命。

第一部分电池术语解释1、化学电源：化学电源是一种把化学能转化为低直流电能的装置，通常也叫电池。

2、电动势：电池开路时,即无电流通过时,正负极之间的平衡电位之差为电池电动势.3、开路电压：开路电压是两极之间联接的外线路断路时,两极之间的电位差。

4、成流反应：电池工作时电极上进行的电化学反应称为成流反应。

5、工作电压：电池的工作电压是电池在闭路负载时的电压,又称为负载电压或放电电压。

6、电池内阻：电池的内阻R内又称全内阻是指电流通过电池内部受到的阻力，包括欧姆内阻及极化内阻,浓差内阻。

7、初始电压:通常将放电开始的瞬间(约几秒）测得电压称为初始工作电压。

8、终止电压：电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压。

9、充电电压：蓄电池放电后，用一个直流电源对他进行充电时所表现的电压是充电电压.10、电池容量：电池的容量是指一定放电制度下（I放，T放，V终）从电池获得电量的值。

单位用安培时(Ah）表示.11、理论容量:理论容量是假设活性物质全部参加放电反应时所给出的容量。

12、实际容量：实际容量是指在一定放电条件（温度，放电率，终止电压等)下电池所输出的电量。

13、额定容量：(标称容量)所谓额定容量系指在规定的放电制度下由制造厂标明电池所能提供的安时容量最小值。

即指在25摄氏度。

0.2C放电到1。

0V时最低放电量用MAH 表示容量.14、放电率：放电率是电池额定容量与放电时间的比值，系指电池在规定时间内放出其额定容量时所输出的电流值.15、比容量：单位质量或体积电池所给出的容量称为质量比容量或体积比容量.16、自放电：电池在贮存过程中容量自行下降的现象叫自放电(Ni-cd存放八天≤13％，Ni—MH≤18％）。

17、循环周期:蓄电池经历一次充电和放电称为一个周期(或一次循环)。

18、使用周期：在一定放电制度下，电池容量降到额定容量70%-80%，之前电池能经受充电与放电次数称为蓄电池的使用周期。

19、电池能力：电池能力是指电池在一定放电条件下对外作用所输出的电能，通常有瓦时（WH）表示。

铅酸蓄电池是一种渐变失效性产品,在正常使用过程中,由于极板要随着蓄电池反复充、放电而不断地膨胀和收缩,极板上的活性物质会自行脱落。

不过在正常情况下,这种活性物质的脱落是缓慢的,对蓄电池的影响不大,但如果使用不当,则会加快活性物质的脱落而成为故障,使蓄电池早期损坏。

因此,了解蓄电池极板的结构特点及其活性物质脱落的原因,减缓其脱落的速度,对延长蓄电池的使用寿命是十分必要的。

1.正、负极板的功用结构及化成极板是蓄电池的基本部件，由它接受充入的电能和向外释放电能。

极板分正极板和负极板两种,铅蓄电池极板是以铅锑合金为栅架如图1，再在其上涂以活性物质而成的。

正极板的活性物质为二氧化铅，呈深棕色，负极板的活性物质为纯铅，呈青灰色。

活性物质具有多孔性，电解液能够渗透到极板内部，因而增大了接触面积，使较多的活性物质参加化学反应，提高蓄电池的容量。

但活性物质的机械强度较差，且在放电后生成硫酸铅，导电性也降低了，因此用铅锑合金作栅架，就可以在保证活性物质多孔性的情况下，又能提高它的强度和导电性。

图41.极柱;2.极群连接板;3.极板为了提高容量，蓄电池每个单格，均按所需容量，配以适当片数的正、负极板，同时分别焊成正、负极板组，并用极柱引出如图2。

由于正极板的活性物质二氧化铅的机械强度比负极板的纯铅差，放电后变成硫酸铅时，体积要增大，正极板机械强度较差，而化学反应又较强烈，所以每一单格电池中，负极板总比正极板多一片，这样就可以保证装合后每个正极板都处于两片负极板之间，不会因为两面放电不均匀，而形成拱曲使活性物质大量脱落。

因为每一单格电池中负极板比正极板多一片，所以单格电池的容量是以正极板片数的多少来决定的，单格蓄电池中极板数目越多，极板面积越大，多孔性越好，则同时与硫酸起化学反应的活性物质越多，所以容量就越大。

但极板片数无论有多少，因为正、负极板组是并联关系,故电压仍为2伏。

例如:解放牌汽车蓄电池，每单格极板为13片，其中正极板为6片，每片正极板的额定容量为14安时，单格容量则为14×6=84安时。

为什么要化成？电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成.什么是化成？锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的过程。

锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能很重要的一道工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE）。

SEI膜的形成一方面消耗了电池中有限的锂离子，这就需要使用更多的含锂正极极料来补偿初次充电过程中的锂消耗; 另一方面也增加了电极/电解液界面的电阻造成一定的电压滞后。

化成原理SEI膜形成机制⑴在一定的负极电位下，电极/电解液相界面的锂离子与电解液中的溶剂分子等发生不可逆反应；⑵不可逆反应主要发生在电池首次充电过程中；⑶电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应即停止；⑷一旦形成稳定的SEI膜，充放电过程可多次循环进行SEI膜组成成分正极确实也有层膜形成,只是现阶段认为其对电池的影响要远远小于负极表面的SEI膜,因此本文着重讨论负极表面的SEI膜（以下所出现SEI膜未加说明则均指在负极形成的）。

负极材料石墨与电解液界面上通过界面反应能生成SEI膜?,多种分析方法也证明SEI?膜确实存在,厚度约为100～120nm?,其组成主要有各种无机成分如Li2CO3?、LiF、Li2O、LiOH?等和各种有机成分如ROCO2Li?、ROLi?、(ROCO2Li)?2?等。

烷基碳酸锂和Li2CO3均为前形成SEI膜的主要成分烷基碳酸锂和烷氧基锂为后形成SEI膜的主要成分。

化成气体产生与电压关系化成过程中其产气总量于电压处最大,而当化成电压大于后,则产生的气体就迅速减少.化成电压小于时,产生的气体主要为H2和CO2等;随着化成电压的升高,在~的范围内,气体的组成主要是C2H4,超出以后,C2H4含量显着下降,此时产生的气体成分主要为C2H6和CH4.其中,~之间为SEI层的主要形成电压区间.而在这一电压区间,产生的气体组分主要为C2H4.因此可以认为,这时SEI层的形成机理主要是电解液溶剂中EC的还原分解.化成产生气体分类化成产生气体成分比较化成产生气体的原因及机理当电池电解液采用1mol/L LiPF6-EC~DMC~EMC(三者体积比1：1：1)化成电压小于下,产生的气体主要为H2和CO2等;化成电压为时,电解液中的EC开始分解,电压~的范围内,由于EC的还原分解,产生的气体主要为C2H4;而当电压大于时,由于电解液中DMC和EMC的分解,除了产生C2H4气外,CH4,C2H6等烷烃类气体也开始出现;电压高于后,DMC和EMC的还原分解成为主反应.此外,当化成电压处~之间,化成过程中产生的气体量最大;电压大于后,由于电池负极表面的SEI层已基本形成,因此,电解液溶剂的还原分解反应受抑制,产生的气体的数量也随之迅速下降.电解液中主要的有机溶剂结构EC为碳酸乙烯酯；PC为碳酸丙烯酯；DEC为二乙基碳酸酯；DMC为二甲基碳酸酯；DME为二甲氧基乙烷；DOL为二氧戊烷； MEC为甲基乙基碳酸酯化成过程中的主要化学反应正极反应： LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe-负极反应： 6C+xLi++xe-=LixC6电池总反应： LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6电压低于时H2O+e→OH-+1/2H2 (g)OH-+ Li+→ Li OH (s)LiOH + Li+ + e→LiO(s)+1/2H2 (g)LiPF6→LiF+PF5PF5+H2O→2HF+PF3OLiCO3+2HF→LiF+H2CO3 H2CO3→H2O+CO2(g )SEI层形成过程中的主要反应：EC+ e →EC·(EC自由基）2EC·+2Li+→CH2=CH2 (g)+(CH2OCO2Li)2 (s)EC+2e→CH2=CH2 (g)+CO32-CO32- + 2Li+→Li2CO3EC+2Li++2e→CH3OLi (s) + CO (g)DMC + e+ Li+→CH3OCO2Li (s)+CH3·DMC+ e+ Li+→CH3OLi (s)+CH3OCO2CH3OCO2+CH3·→CH3OCO2CH3EMC+ e+ Li+→CH3OCO2Li (s)+C2H5·CH3·+1/2H2→CH4C2H5·+1/2H2→C2H6CH3·+CH3·→C2H6C2H5·+CH3·→C3H8DMC+2Li++2e→CH3OLi (s) + CO (g)SEI膜形成中的主要化学现象在电池化成的过程中不仅仅是电能与化学能的转换，同时也伴随着热能的转化；在化成中的化学反应产生的气体包括H2，CO，CO2，C2H4，CH4，C2H6···，所以在化成时电芯都有一个气囊，目的就是排出化成中产生的气体。