电动助力车电池生产工艺(组装部分).docx

电动助力车电池
生产工艺
(组装部分)
目 录
电动助力车电池组装概述----------------------------------------(5)
一．极板的称重配组
1．为什么要称重、配组-------------------------------------------(8)
2．称重前极板处理-----------------------------------------------(8)
3．极板的称重方法-----------------------------------------------(8)
4．电池使用过程中一致性差的形成原因-------------------------------(9)
5．不同生产厂家、不同配方的极板不要在一起使用------------------(9)
二．包隔板
1．手工包板与包板设备------------------------------------- (9)
2．包隔板注意事项----------------------------------------(10)
3．包隔板方法------------------------------------(10)
4．隔板厚度的选择----------------------------------(11)
5．隔板宽度与长度的选择-----------------------------(11)
三．铅零件的浇铸-------------------------------------(12)
四．电池的焊接与装配
1．氧气-乙炔焊的使用------------------------------(12)
2．电烙铁的使用----------------------------------(12)
3．手工烧焊焊架介绍--------------------------(13)
4．汇流排烧焊----------------------------------------(13)
5．极群下槽-------------------------------------(14)
6．极板短路测试与极板短路测试仪---------------------------(14)
7．焊过桥---------------------------------------------(14)
8．焊端子------------------------------------------(15)
9．铅蓄电池在焊接时常出现的问题及原因----------------------(15)
10．电池铸焊及铸焊生产线--------------------------------(15)
11．焊接、装酉己要点--------------------------------(16)
五．封胶
1．环氧树月旨介绍------------------------------------(16)
2．电池密封胶的固化工艺------------------------------------(18)
3．固化机介绍--------------------------------------(19)
六．气密性检验
1．左气密性试验机介绍--------------------------------------------------------------(19)
2．气密性检验----------------------------------------------------------------------(20)
七．电解液的配制与加注
1．真空力口酸机介绍----------------------------------------------------------------(20)
2．电解液的基本成份----------------------------------------------------------------(20)
3．纯水的制取、水质要求、制水器的处理----------------------------------------------(20)
4．电解液的酉己带------------------------------------------------------------------(22)
5．电角翠液添力口齐----------------------------------------------------------------(23)
6．电解液的力口注方法--------------------------------------------------------------(23)
7．电解液的用量计算----------------------------------------------------------------(24)
8．隔板的吸酸饱和度与电解液数量的验证----------------------------------------------(26)
9．胶体电解流蔓--------------------------------------------------------------------(27)
八．电池的充电、放电、配组
1．常用充电机介绍------------------------------------------------------------------(30)
2．——般充电、放电、酉己组的方法 (32)
3．充入电量的计算方法--------------------------------------------------------------(34)
4．充放电工艺着皇------------------------------------------------------------------(34)
5．关于不同时间放电配组温度引起的误差的修正----------------------------------------(42)
6．容量酉己组与端电压酉己组--------------------------------------------------------(43)
九．生产中常见质量问题
1．焊接常见问题------------------------------------------------------------------(44)
2．力口酸常见问题----------------------------------------------------------------(44)
3．密封常见问题------------------------------------------------------------------(44)
4．酉己组常见问题----------------------------------------------------------------(44)
十．电动助力车电池常见故障分析
1．负极板的钝化------------------------------------------------------------------(44)
2．硫酉交盐化--------------------------------------------------------------------(45)
3．F电il旦失才------------------------------------------------------------------(45)
4．正极板栅的腐蚀与茎臣形--------------------------------------------------------(45)
5．『F极活物质软化----------------------------------------------------------------(46)
6．极板短路----------------------------------------------------------------------(46)
7．热失控------------------------------------------------------------------------(46)
附录一：常用数据与技术论文
1．二种电动助力车电池新的充放电工艺----------------------------------------------------(47)
2． 关于电动助力车电池充放电电流的设定------------------------------------------------(47)
3． 电动助力车电池极板数据------------------------------------------------------------(49)
4． 极板重量的控带0数据--------------------------------------------------------------(49)
5． 电动助力车电池极板的化成带0度----------------------------------------------------(49)
6．论电动助力车电池的装酉己压缩问题-----------------------------------------------------(50)
7． 电动助力车电池的充电---------------------------------------------------------------(51)
8． 电动助力车电池充放电记录表---------------------------------------------------------(52)
9． 电动助力车电池早期的容量损失(PCL)与对策---------------------------------------------(53)
10．化成后正极板的处理与干荷电性能------------------------------------------------------(55)
1 1．六种铅膏酉己方的对比试验-----------------------------------------------------------(57)
12．铅膏酉己方表------------------------------------------------------------------------(59)
1 3．三种配方槽压比较-------------------------------------------------------------------(60)
14．VANISPERE—A(扫5威木素)简介---------------------------------------------------------(60)
15．12V12Ah电池放电电压比较--------------------------------------------------------------(62)
16．不同温度下硫酸溶液的密度和质量百分浓度的关系------------------------------------------(62)
17．硼酸、水杨酸混合液的酉己锘0与使用----------------------------------------------------(64)
18．电动助力车电池负极板的钝化------------------------------------------------------------(65)
19．电动助力车电池的检钡-----------------------------------------------------------------(66)
20．1 7Ah电池内化成试验-----------------------------------------------------------------(70)
2 1．电动助力车配组探析------------------------------------------------------------------(72)
22．电动助力车标准(JB／Tl0262—2001) -----------------------------------------------------(77)
23．分光光度计介绍------------------------------------------------------------------------(87)
24．化学试齐0硫酸标准(GB 625—89) -------------------------------------------------------(87)
25．铅酸蓄电池用水标准(JB／T l0053—1999) -------------------------------------------------(92)
26．铅酸蓄电池超细玻璃纤维隔板标准(JB／T 7630．卜l998) -------------------------------------(105)
27．铅酸蓄电池用极板标准(JB／T l0679—2006) -----------------------------------------------(127)
第二章 电池组装
电动助力车电池概述
随着电动助力车电池的飞速发展，与之相配套的动力电源蓄电池在近几年的发展
也很快。但是，电动助力车电池的生产中却存在不少问题，造成现在市场上的电池产
品质量参差不齐。容量、后期容量、循环寿命等多项指标都不能达到设计的预期目标。
归结起来，之所以存在上述问题，与电动助力车电池在生产中有它独特的生产工艺有
关。多数生产厂家从生产汽车蓄电池或摩托车用蓄电池过渡到生产电动助力车电池，
或新建的电池厂聘请的技术人员对电动助力车电池生产工艺不熟悉，按照老的生产工
艺或习惯进行生产。另外，电动助力车电池生产工序较复杂、各项指标要求控制精度
高也是质量不易控制的一个原因。本文在针对这些方面，结合本人多年的实践经验，
在此作以总结。因本人水平有限，错误难免，望读者指正。
本书编写过程中得到了站内王有林、孙力生、王海博等技术骨干的支持，在基础
数据整理、收集、文本校正等方面做了大量的工作，在此致谢。
电池组装工序示意图：

电池组装工序示意图(红色部分为质量控制点)
图30
不同厂家生产的电动助力车电池的规格与型号
附表25：常用电动助力车电池的规格型号见下表：

序号

型号

电压(V)

2hr容量

5hr容

』i
里
外形尺寸(mm)

长×宽×高×总高

重量(Kg)

l
3——DZM——l0
6
10
12
151×50×94×97.5
2
2
6——DZM——6
12
6
7
151×65×94×97.5
2.7
3
6——DZM——l0
12
10
12
151×98×94×97.5
4.2
4
6一DZM一14
12
14
17
181×76×167×167
6.2
5
6一DZM一20
12
20
24
165×125×175×175
9.5
6
6一DZM一32
12
32
38
197×165×170×170
15

附表26：电动助力车系列蓄电池型号规格表：

标称电
额定容量
外形尺寸，mm
序号

规格型号

压(V)

(Ah)

长L

宽b

高h

总高
1
3——DZM——7
6
7
152±3
35±2
94±2
103
2
3——DZM——l0
6
10
152±3
50±2
94±2
103
3
6——DZM——7
12
7
151±2
65±2
94±2
103
4
6～DZM一8(5hr)
12
8
111±2
86±2
100±2
100
5
6一DZM一10
12
10
152±3
98±2
94±2
103
6
6-DZM一10
12
10
151±3
65±2
111±2
115
7
6-DZM-IO(胶体)
12
10
152±3
98±2
94±2
103
8
6-DM-17(3hr)
12
17
181±3
77±3
163±3
176
9
6-DZM一17(3hr)
12
17
181±3
77±3
163±3
176
10
6一DZM-20(3hr)
12
20
1±3
77±3
163±3
176
11
6-DZM一24(3hr)
12
24
166±2
125土2
175±2
177
12
6一DZM一14(10hr)
12
14
152±3
98±2
94±2
103
13
6一DZM一35(10hr)
12
35
197±3
129±3
144±2
144
14
6-DZM一38(5hr)
12
38
197±3
165±4
175±2
177
15
12一DZM一15
24
15
330±3
180±2
175±3
178
16
1 2一DZM一7
24
7
240±2
95±2
95
95
17
1 2一DZM一9
24
9
305±3
75±2
110
110
18
1 8一DZM一8
36
8
305±3
86±2
100
100
19
18一DZM一12
36
12
380±3
151±2
95±2
100
注：规格型号中未标注的额定容量为2h率额定容量。

说明：不同厂家对电池的型号表示方法略有不同，上面选出几家电池厂的产品供参考。
一．极板的称重、配组
1．为什么要称重、配组
1)极板的称重、配组
对于电动助力车电池，我们要求每个电池组极板的重量都在一定的误差范围内，
为了达到这一目的，需要对极板进行称重并按照要求进行重量配组。
2)为什么要称重、配组
电动助力车电池为深充放电池，使用前为充满电状态，使用后为放完电状态。这
就要求每辆车上的每只电池的每一极群组的容量相等。否则，在充电时，容量小的那
一组因容量小而提前充满电，此时容量大的电池或电池组未充满电，电池的端电压较
低，总电压未到充电机规定的终止电压充电仍在继续，造成容量小的一组过充电；放
电时，因该组容量小而提前放完电，此时其它电池端电压较高，电池总电压未到电动
助力车规定的终止电压(保护电压)，放电还在继续，造成该组过放电。
我们知道，电池的过充电和过放电都会严重影响电池的寿命，造成电池(容量小
的那组)的容量进一步下降，容量的下降又进一步使该组过充电与过放电。如此恶性
循环造成电池容量很快减小而报废(一般三个月左右)。
电池极板的称重配组就是要保证每组极板正负极的活物质相等，从而保证每组容
量相等。
2．称重前极板处理
1)极板四边多余铅粉、毛边、毛刺的清理
称重前要清除极板四周的毛边、毛刺。包括：板栅生产中的四边未修剪好的铅毛
边、毛刺，涂膏中多余的活物质。目的有两个：清除多余物为极板称重中的准确性打
下基础；防止多余物造成极板短路、引起自放电。
2)刷极耳
用刷板耳机将极板极耳上的杂质刷掉。没有刷耳机可用钢刷子手工操作。刷极耳
的目的是为了便于焊接，防止虚焊、假焊。
3)极板的筛选
将极板表面凸凹不平的、脱粉的、有洞的、严重裂纹的、变形的选出。
3．极板称重方法
3．1正极板称重
1)求得平均每片重，每组平均重
将批次生产的极板抽查数箱，称出总重，算出平均每片、平均每组重。例如：组
装12V17Ah电池，称得10000片重是930公斤，则每片重为：930×1000÷10000=93
克，每组4片，每组重为：93×4=372克
2)单片称重
将经过整理、刷极耳、筛选后的极板进行每片称重，按照每克一个档次分开装入
周转箱内，以备下一步进行重量配组。
3)极板配重原则
正极或负极板要求每组重量误差越小越好，10"---14Ah误差≤±l克／组；l7"--'20Ah
误差≤2克／组。
3．2负极称重(同正极板)
实际操作方法：
车间在实际称重配组时，首先称出一部分极板，依次按重量排列在工作台上，并
标出重量，然后拿没有经过称重的极板，数量为一组的数量少一片，在天平上称重，
根据称重数值差额选择工作台上的标有重量的极板一片，使差额重量正好等于工作台
上极板的重量，然后在天平上核准。这样免除了每片称重的麻烦。
4．电池使用过程中一致性差的形成原因
引起每组容量不均匀的原因：
1)极板称重不准确；
2)板栅重量误差较大；
极板生产过程中，如果板栅重量控制的误差较大，则同样的极板重量所含的活物
质质量就不一样。极板的容量主要有活物质决定。这是引起容量误差的一个潜在因素。
3)烘干不彻底；
如果极板在烘干过程中含有水分，特别是含水量不一致的情况下，极板的实际重
量就有偏差，因此在极板称重前要选取不同存放位置的极板对含水量进行抽检。
4)电解液加量不均匀；
电动助力车电池的设计加酸量是贫电液设计。新生产的电池容量由电池的加酸量
决定(在一定的加酸量范围内)，加酸量的多少直接影响到容量。
5)某组有轻微短路现象。
5．不同生产厂家、不同配方的极板最好不在一起使用
不同厂家所生产的极板在铅粉特性、合金类型、板栅与活物质质量比、正负极活
物质质量比例、活物质利用率、化成工艺、干荷电工艺、添加剂配方等方面都存在差
异。因此，在初容量、电池充电放电态电压、开路电压等方面差异很大，引起配组时
的误差。
二．包隔板
1．手工包板与包板设备
一般小型组装厂多采用手工包板，产量大的厂家采用包板机包板。包板机见图31：

产品简介
该设备用于完成蓄电池的包板过程，即将正、负极板和AGM隔板按规定的数量片数和排列次序、
极向，组合成极板隔板体(极群)。也就是通常所说的包板过程。为当今先进的包板设备，是替代
手工包板最理想的产品。
产品漆点、
OLCD大屏幕液晶窗口，中文显示，简洁直观，设定简单。
②连续定长压痕，定长范围广，精度高，重复性好。
③隔板移动速度可根据操作人员熟练程度进行无级调速。
④能显示班产量或日产量，便于管理人员的统计。
⑤操作简便，维护方便，提高配组的质量和效率。
主要技术参数
定长范围及精度：30—200ram，±lmm
隔板最大宽度：200mm
隔板移动速度：
1 0—150mm／min(无级可调)
气源压力：0．4-0．8MPa(0．1m3／min)
电源功率：AC220V 1 00W
外形尺寸：600 x 11 50×1550mm(长×宽×高)

图31包板机
2．包隔板注意事项
称重后的极板按照规定进行重量配组，配好组后就要进行包板了。所谓包板就是
将极板按照一定的规律用
隔板包起来。包板时要注
意隔板的清洁，不要让隔
板上粘上灰尘、铅粉；要
使极板正好在隔板的正中
问；要使每片正负极板位
置对准，不得错位；包好
后的极板每组外面用塑料
薄膜包上，用橡皮筋捆绑

图32．极群实物图片 图33．极板排列示意图
固定或用极群盒固定后放入周转箱以备下道工序使用。
3．包隔板方法
正负板全包法将正负极板分别用隔板包起来的一种方法。这种方法用于包板机
包板，隔板为整卷出厂。极板排列示意图如下双片包正板用较薄的隔板两片迭在一
起只将正极板包起来，不包负极板。这种包板方法可以避免单片隔板缺陷所造成的短
路，可靠性更高些。
+●■■●_
一■■■■■■—■■■■■■■●
+—■■■-
单片包正板用较厚的隔板(双片包板的2倍厚度)只将正极板包起来，不包负极
板。优点是操作较简单。
4．隔板厚度的选择
隔板的实际厚度与压缩比我们在选择隔板的厚度时，不是按照隔板的实际厚度
选择的，因为免维护铅酸蓄电池为贫电液设计，也就是说电液并未完全充满在隔板中，
如果隔板在极群中未压缩，就会造成电解液不能充分和极板接触。造成放电内阻增加，
影响大电流放电，电池使用后期甚至放不出电。这就要求隔板有一定的压缩比。一般
压缩比为I／0．8左右(约是隔板压力在lOOKpa时的压缩厚度)。通常隔板厂所提供的
隔板厚度为隔板经压缩后的厚度。
依据如下公式选择隔板厚度：
d：型
2c
d——隔板标称厚度，单位：lllIll；
a——电池壳单格宽度，单位：iIlm；
b——极板总厚度，单位：mm；
c——隔板总片数，单位：片。
注：此公式算出的隔板厚度为压缩后的厚度
应该指出：隔板标准所指的厚度是在lOOKpa压力下的厚度，现在也有的厂采用其
它压力下测试厚度的，小密电池的装配压力建议在50一70Kpa下进行，我们所指的装配
压缩比1：O．8是指采用lOKpa压力下的隔板厚度再压缩20％，有条件的装配厂可以对
装配压力作测量。
另外，由于极板的厚度均匀性问题，结果测试极板的装配压力时，对于一定厚度
的隔板会有上下部位压力不一致的情况，取压力值时要兼顾极板的上下部位。
5．隔板宽度与长度的选择
隔板的宽度公式：
隔板的宽度=电池槽宽度一(1～2)毫米
隔板的长度公式：
L=2h+d+(4～5)×2(illm)
上式中：L…一隔板的长度，单位：mml
h一一极板的高度，单位：mm；
d一一极板的厚度，单位：mml
(4～5)一一极板上端隔板的高度，一般取值4～5毫米，根据电池槽高度取值，
尽可能取大些，以保证吸酸量。
三． 铅零件的浇铸
铅零件分为铅焊条和极柱，由专用模具浇铸而成。浇铸模具参见下图：

图34．铅零件梗其
极柱模县分为：1 0-1 4Ah的和
1 7—2 0Ah d勺两种，l l)-1 44h d勺过桥
柱和棍柱相同；1丁_2 0Ah d勺过桥柱
为半圆形的，极柱为圆形d々。

图35．铅焊条模具
推荐购买：蓄电池设备材斟网(舢。c,：：t06。on)
铅零件浇铸用铅：电解铅或铅锡合金，推荐采用含锡(Sn)1．5～2％的铅锡合金。
需浇铸的铅零件：焊条极柱
工具：熔铅炉、锅、铁勺子、模具、橡胶锤、钳子、风机等。
浇铸注意事项：控制合适的铅液温度，一般在450。C左右，温度过高铅氧化严重，
损耗大；铅零件因收缩严重会造成裂纹。温度过低浇铸不易成型。
浇铸过程中，不允许用铁锤敲击模具。
浇铸出的铅零件要尽量保证四周无毛边，否则，要进行修剪。
要使用规定的铅，不可将不同合金的铅混合在一起使用。
用铁勺倒铅的过程中，不允许有铅液断流的现象。因为在浇铸的过程中，铅液断
流会造成铅零件的上下部分没溶化在一起的现象，但此时从表面又不易觉察，造成故
障隐患。
四． 电池的焊接与装配
1．氧气一乙炔焊的使用
氧气一乙炔焊是焊接汇流排、过桥的工具，焊接质量的好坏，与正确的操作和熟
练的程度关系较大，操作者要勤加练习不断提高业务水平。操作时注意：
根据焊点的大小选择焊头型号；
注意焊枪与焊点的距离，焊接时，焊接位置明确、焊位准。
点燃焊枪时，先开乙炔气，待点燃乙炔气后再开氧气；关闭焊枪时，先关氧气，
再关乙炔气。
下班时，注意及时关掉氧气和乙炔气的阀门。
2．烙铁的使用
电烙铁是焊接极柱与引出焊片(端子)的唯一工具，用电烙铁进行锡焊与氧气一
乙炔焊有着不同的焊接方法。焊接时，先将焊片套在极柱上，将焊锡丝(含松香的)
放在焊片上面，用电烙铁先将焊锡丝熔化，继而再将极柱熔化，熔化后将极柱和焊片
熔化在一起。锡焊时应注意：
始终保持烙铁头上有锡层，如锡层脱落，将烙铁头用锉刀挫净立刻将焊锡丝熔于
上面。
烙铁头的温度要合适，温度高时烙铁头上的锡层易脱掉；温度低时易出现假焊或
焊接不牢。调节烙铁头温度的方法是把固定烙铁头的螺丝拧松，调节烙铁头插入烙铁
的位置，向内，温度升高；向外，温度降低。
选择合适功率的电烙铁(一般在200’500W左右)。以保证烙铁头有足够的吸热。
助焊剂宜用松香，不能用有腐蚀性的助焊剂。
所有的焊接没有高深的理论可谈，主要靠操作人员通过实际操作慢慢熟练。工厂
在生产中注意培养一批熟练工人对产品质量的稳定提高很重要。
3．手工烧焊焊架介绍
焊架是将正极板(或负极板)用铅焊接在一起(构成汇流排)、并把极柱和汇流
排焊接在一起的工具。通常焊接工具用氧气一乙炔焊炬。常用焊架如图36、图37所示。

图al5

图o7
生产单位：蓄电池设备材料网(ht却：／^州．cd06．cn)
电池结构如图38所示，主要由外壳、上
盖、盖板、极板、隔板、汇流排、极柱、过桥、
保护板、端子等部件组成。
正负极板交叉叠放中间由隔板隔开构成
极板组，极板组焊汇流排、极柱后构成极群，
极群的正负极串联构成电池，在正负汇流排直
接放入保护板(防止抽酸时把隔板弄破)。
4．汇流排烧焊

图38．电池结构及名称
包好的极板组用塑料薄膜包好放入极群
盒内，把极群盒中正负极板的极耳分别插入正负极板焊架的梳型板中，先插负极板再
插正极板，使极耳完全插入梳型板中，不到位时用橡皮锤轻轻敲打梳型板外沿，依次
放入正负极耳之间的挡条、极柱、过桥柱。
打开焊枪的乙炔气并点燃，调节火苗大小，打开氧气开关并调节至适当大小，把
焊条和焊枪同时移动到极耳位置，同时熔化焊条和极耳，汇流排基本焊好后把焊枪移
动到汇流排与极柱处使其熔化为一体。焊接过程中如果由铅灰等杂质会造成虚焊、假
焊，此时用铁丝一边熔化一边拨动铅液，使铅液中的杂质浮上来，最后补满汇流排。
极柱与汇流排的焊接是蓄电池生产中的一个关键工序，要求焊接牢固，无虚焊、
假焊、无漏铅。
5．极群下槽
焊好汇流排的极群经检查后如果没有外观缺陷就进入下槽工序。极群经预压后按
位置排列要求压入电池槽中，一般先装电池引出端子的极群，后装其它极群，极群的
正负极排列依次为+一、+一、+一、+一、+一、+一(串联)，不可装错极性。
下槽时，极群一定要下到底，下槽后检查极柱和过桥柱位置是否正常，移位时用
钳子掰正，校正后再试合上盖，合适后送入下道工
序。
6．极板短路测试与极板短路测试仪
1)电阻测试法
用万用表电阻档对极群正负极间电阻进行测
量，如果电池为零或接近零说明极板间有短路现象，
抽出极群进行检查排除故障后重新装入。
2)极板短路测试仪测试
把电池放入极板短路测试仪工作台上，打开测
试仪电源并打开气源，踩下测试开关，测试仪的触

图39．极板短路试验机
针下落到极群的汇流排位置，仪器会对电池的每一单格逐一进行检查，如果正常绿灯
亮，不正常则对应故障极群的红灯亮并报警。
3)极板短路测试仪介绍
极板短路测试仪是根据脉冲高压击穿的原理，对蓄电池的极板实施微短路的测试，
以漏电电流的大小，判断其极板短路程度。该仪器采用微电脑数字电路控制，参数全
为数字化，测试电压、漏电电流可设定，设定后测试工作自动完成，电压和漏电电流
实时显示。被测极板组超出所设定的漏电电流会声光报警。
7．焊过桥
经极板短路测试合格的电池进入过桥焊工序。用过桥焊夹具夹着过桥柱，用乙炔一
氧气焊焊接。
焊接时，熔化深度应≥3mm，焊枪火焰不可烧到电池壳。焊接后要再次进行合盖试
验，确保合盖顺利后进入下道工序。
8．焊端子
电池经上盖密封后，检查引出极柱在引出孔处是否处在中间位置，不在中间位置
时，用尖嘴钳掰正，把“0”型圈套在极柱上，用“0”型冲压入“0”型圈(注意一定
要压到底)，然后焊端予。
把端子套在极柱上，位置放正。用电烙铁熔化松香芯焊锡丝，把极柱、端子焊为
一体。焊接时注意温度和时间，