关于申报2024年度河北省科学技术奖的公示

项目名称

动力电池内化成关键技术及产业化

申报奖种

科技进步奖--技术开发类

申报单位名称

河北永旭电源有限公司

归口县（区）科技管理部门

新河县

项目负责人

杨绍坡

主要完成人

杨绍坡，马洪涛，周万昌，王丹,黎昌辉，马基华

主要完成单位

河北永旭电源有限公司

项目情况（包括主要发现点、技术发明、知识产权、标准规范、论文专著等）

（限1000字）

（1）技术领域：本课题隶属于新能源动力电池领域。

（2）立项背景：由超威研发完成的内化成工艺作为动力电池生产过程中的核心技术，有效解决了蓄电池生产中无害化配方的行业技术难题，促进了产业生级和行业的技术进步。内化成工艺是将固化干燥以后的电池极板经分切后直接组装成电池，进行电池内的化成充电而得到成品，主要涉及电池板栅、活性极膏及固化工艺、充电的内化成技术、智能测控技术等。

目前，铅酸动力电池普遍存在着比能低，续行里程短，循环寿命少，低温性能差的不足。随着石墨烯、银离子新材料应用，和膏新技术和极板固化、充电新工艺的研究及应用，对动力电池的高比能和预期使用寿命等，提出了新的和更高要求。

（3）主要技术内容及创新点：

针对动力电池存在的循环寿命差、续航里程短、低温下电池性能指标差及高能耗铅污染等共性及关键技术问题，重点对蓄电池内化成工艺进行深入研究，利用和膏、固化、充电的内化成技术方案，通过和膏配方设计及石墨烯、稀土金属的添加，提高了活性物质间的导电性能以及活性物质利用率，实现电池大电流放电性能和低温性能突破；通过极板均一性准确控制、隔板模拟测试优选，有效提高了电池的循环使用寿命；通过对充电工艺优化设计，实现电池内耗能突破；形成专利54件，发表论文8篇，起草编制国标4项、行标8项，推动了行业发展和科技进步。

创新点：

1）针对动力电池电解液干涸、正极活性物质铅膏软化，循环使用寿命短等问题，研发了动力型蓄电池用内化成铅膏。通过在正极铅膏中添加羧甲基纤维素、硫酸钾、异性石墨、硫酸亚锡等,使正极板具有较多的孔率，提高了电解液在铅膏中的扩散速度和活性物质利用率，有效防止了铅钙合金出现的早期容量衰减，降低极板内阻，提高了电池的导电性能、大电流放电性能及充电接收能力；负极铅膏添加硫酸钡、乙炔炭黑、木素等，使硫酸铅在硫酸钡表面沉积形成晶核，有效防止了硫酸盐化，提高极板的导电性能和电池的低温性能和充电接收能力。本技术使电池初期容量比正常电池高出5%，电池充电失水率较铅锑合金扳栅降低50%。

2）电池极板厚度的均一性，直接影响着极群组装配压力的一致性和电池酸液分布的均匀性，针对现有电池板栅涂膏机均一性较差的不足，研制开发了电池板自动栅涂膏机，铅膏材料密度与视密度的差＜0.01g/ml、厚度＜0.2～0.3mm，通过准确控制板栅重量和厚度，解决了因均一性而造成电池寿命短的技术难题。

3）针对正、负极板硫酸铅沉积导致的电池回充活性物质转化不彻底的问题，将石墨烯、稀土材料作为添加剂应用到铅酸蓄电池，研发了石墨烯电池、银离子电池，解决了电池正极因铅膏软化或负极出现硫酸盐化等而造成的失效模式现象的发生，提升了合金的抗蠕变性能和耐腐蚀性能，延长了蓄电池的使用寿命。

4）针对AGM隔板正负极活性物质挤压到正负板栅，引起活性物质软化脱落造成短路的不足，模拟实际使用状态，研发了铅酸蓄电池隔板的检测方法，实现了阀控密封铅酸蓄电池的隔板性能自动测试，优化了隔板筛选，为保持电池较长的循环寿命提供了技术支持。

5）针对内化成电池板组加酸温升难题，研发了内化成蓄电池冷却装置，形成了蓄电池快速冷却工艺，通过冷却水的自动控制，实现了高效冷却和效果一致性，解决了板栅的内部腐蚀，提高了产品质量。