化成过程中铅酸蓄电池的极板转化与活化

经过涂填、固化干燥的干铅膏极板称为生极板，其主要成分是以四方晶体形式存在的PbO（红色变体）和三碱式硫酸铅（3PbO·PbSO₄·H₂O），另外还有少量金属铅（不超过5%）、碱式碳酸铅（2PbCO₃·Pb（OH）2）、四碱式硫酸铅（4PbO·PbSO₄）以及有机的与无机的添加剂。生极板在以H₂SO₄溶液为主要成分的电解质溶液中通过电化学反应转变为化成极板（俗称熟极板），干铅膏转变为活性物质，正极上生成α-PbO₂和β-PbO₂，负极上生成海绵状金属铅（spongy lead）。这一工艺过程称为化成。

蓄电池不能用化学方法制备的α-PbO₂和β-PbO₂铅膏直接涂填到板栅上制成正极板，因为已经证实它们是电化学非活性的，即当这种电池连接外部电路时，这些物质是不能自发产生电流的^【6】。不同方法制备的PbO₂具有不同性质的原因，虽然有不同的解释，但对其机理，看法尚不完全一致。

极板在通电化成之前必须先在电解液中浸泡一段时间。配制电解液所用的H₂SO₄必须足够纯净，应符合有关蓄电池用硫酸标准或是更纯的试剂硫酸。所用的水也应是纯水，其电阻率一般应达到5×10⁴ Ω·cm或更大。电解液中应避免混进铁、锑、氯等离子和有机物。

蓄电池极板的化成通常分为电池外槽化成（tank formation）和电池内化成（container formation；block box formation）。另外还有极群化成（plate packs formation；block formation）方法，已不常用。(www.xing528.com)

槽化成是传统的化成方法，工艺条件易于控制，极板品质易于直观检验和检测。干式荷电蓄电池的极板要用槽化成法。这一方法的缺点是生产车间占地面积大，消耗能量多，难于实现生产的机械化。较之电池内化成，槽化成还要经过水洗极板、浸渍极板、干燥极板等工序，不可避免地要消耗大量的水并容易带来极板污染以及机械搬运中可能出现的机械损伤。电池内化成的优点是机械化生产较易于实现，消耗能量较少，适合于生产湿荷电蓄电池，带液荷电蓄电池和阀控密封式蓄电池。

化成过程完成（生极板变成化成极板即熟极板）实际所需电量比按照法拉第定律的理论电量要多。极板的厚度越大，多耗的电量越多。铅酸蓄电池生产厂家常常根据实际情况按照生极板中干铅膏质量来规定化成所需电量。例如1000g干铅膏（这大约是932g氧化度为70%的铅粉在酸量为50gH₂SO₄的工艺条件下生成的）实际需要约400A·h电量。理论上仅需要229A·h。实际电量是理论值的1.75倍。这还是指薄极板（2mm以下）而言。对于厚极板，倍数还更大。化成中活性物质实际消耗的电量与理论所需电量之比称为化成因数（formation factor）。实际生产中化成因数一般都超过1.8。