電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
----1、前言
----幾年來，我公司為滿足鐵道部車輛局1995年731號和1998年29號文關于增強鐵路客車用堿性蓄電池和鐵路空調客車應急電源用堿性蓄電池的加工管理的要求，與信息產業部化學物理電源產品質量監督檢驗中心共同合作，根據中心提出的《實行細則》和《要點》，對提高路檢鎘鎳低倍率堿性蓄電池GN300-（3）、GN400-（3）的平均性和可靠性進行了分解和研究，找出了一些改進和提高的辦法，并主要在加工過程的技術和質量管理上加以控制，積累了一些經驗，取得了一定效果。
----2、提高鎘鎳電池平均性與可靠性的必要性
----電池平均一致性主要表今朝電池最終容量的差異性。由于電池的構成及加工的復雜性，即使設計額定容量一定的某類電池出產后最終電池容量也不盡相同。用戶在使用該電池時常是幾只，幾十只，甚至上百只串聯后形成棗組電池使用，如果電池容量平均性差，那么電池在使用過程中就會出現容量較低的電池最先放出全部容量而較高容量的電池持續放電。這時容量較低的電池反過來
----成為接受充電的“用電器”，而且是反極充電。這樣不僅會縮短電池包正常的放電時間，而且會降低電池的使用壽命。如果使用不當，還會引起電池爆炸，帶來不良后果，可靠性難以保證。因此，實現電池平均一致性和高可靠性刻不容緩。
----3．改進工藝，提高鎘鎳電池平均性與可靠性
----電池的平均性主要取決于電池內正、負極板的平均性。對最終產品的質量一致性檢驗和篩選也是最終發現電池是不是平均的主要辦法和手段。
----3.1 正、負極板是將活性物質通過包粉機填充到穿孔鋼帶內經拼條、壓紋、切片等工藝而成。電池由若干數量的正、負極板等材料組成。控制正、負極板活性物質的比容范圍、極板毛坯小條重量和極板組輕、重搭配將有助于提高電池平均一致性。
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----3.2 正極板比容控制在0.65-O.70cm3/g，負極板比容控制在0.60～1.0cm3/g。
----3.3 GN300-(3)正極毛坯重量控制范圍最大差值W＝19(g)，電池正極活性物質的最大差值W活＝W×[GN300-(3)電池內正極板數]＝19×19＝361(g)。理論上3.421g氧化鎳放出1Ah電量，開口鎘鎳電池正極活性物質利用率為45～80％，因而電池放出的容量差值最大為：361/3.421×(45～80％)＝47.49～84.42Ah之間。
----GN400-(3)正極毛坯重量控制范圍最大差值W=321-304=17（g），按上述計算辦法可得出兩只電池放出的容量差值為42.49Ah～75.53Ah之間，平均一致性分明較差，為此，我們將合格范圍內的毛坯重量劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類。分類后每類電池正極板活性物質最大差值為95～114（g），每類電池容量最大相差10Ah，分類使用電池平均性提高。
----3.4 極板組輕、重極板搭配
----每批電池正極板組采用適宜的搭配辦法同樣可實現電池的平均性．
----GN300-(3)：
----A批(類)電池內正極板組重量搭配為I類極板×10十Ⅲ類極板×9
----B批(類)電池內正極板組重量搭配為Ⅱ類極板×19
----A批與B批電池容量相差很小，惟有0.1Ah。
----GN400-(3)：
----A批(類)電池內正極板組重量搭配為I類極扳×8十Ⅲ類極板×11
----B批(類)電池內正極板組重量搭配為Ⅱ類極板×19
----A批與B批電池容量相差很小，惟有0.2Ah。
----4. 改進工藝前后的結果對比(采用SJ/T10484-94標準)
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----由上表可看出采取措施后，電池放電時間接近，說明電池容量平均性有了很大提高。
----5、增強質量管理，提高鎘鎳電池的可靠性
----電池平均一致性延長了電池使用的循環次數及壽命，提高了電池使用的安全性，可靠性也顯著提高。97年我廠在該產品通過ISO9002質量體系認證的基礎上建立了產品的可靠性保證體系。實行從產品設計、加工過程、質量信息傳遞到服務的全過程可靠性控制。對產品進行了可靠性設計評審，編制產品可靠性保證大綱，建立質量信息反饋中心和用戶服務制度，重點增強對加工過程的控制。
----5.1 做好對分廠人員的教育和培訓
----5.2 做好產品的可追溯性管理，即從原材料進廠批次→ 活性物質加工批次→ 極板的批次或分類批號→ 單體電池的批次或分類批號→ 極板組的批次或分類批號→ 電池裝配批次或分類批號→ 電池裝箱入庫的批次或分類批號，都要一一記錄。做到“五清六分批”：即產品批號清、質量情況清、數量清、原始記錄清、加工批號清；分批投料、分批出產、分批轉工、分批入庫、分批裝配、分批出廠。
----5.3做好電池失效機理的分解和改進，在不斷分解影響電池平均性和可靠性原由的基礎上對不利因素加以改進。
----5.4做好加工過程中的防止和統計工作。
----5.5做好電池的質量一致性檢驗和篩選。
----5.6做好用戶信息的收集、傳遞和售前、售中、售后服務。
----通過我們與信息產業部化學物理電源產品質量監督檢驗中心的精誠合作，達到了鐵道部路檢要求，電池平均性和可靠性的提高滿足了鎘鎳低倍率電池在鐵路客車上的使用。
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