提高阀控铅酸蓄电池正极板界面的性能

阀控密封铅酸蓄电池 (简称VRLA电池 )作为电动车用动力电池存在着大电流放电性能差、循环寿命短的缺点 ,而板栅与活性物质界面的电化学性能是影响大电流放电性能和循环寿命的一个重要因素。介绍了极板设计的两个重要参数α和MS,α为板栅质量与活性物质质量之比 (α =mgrid/mPAM) ,MS 表示单位板栅面积上承载活性物质的量 (MS=mPAM/Sgrid)。影响正极板界面的主要因素有极板设计过程中的α和MS 值、活性物质结构、板栅合金添加剂、循环充电方式等 ,因此我们可以通过改变上述影响因素 ,来提高界面的导电性和稳定性 ,从而提高电池的深循环寿命     

影响阀控铅酸蓄电池深循环寿命的因素

研究了影响VRLA电池深循环寿命的一些因素 (如电池的板栅合金 ,AGM隔板 ,电池极板厚度 ,装配压力 ,充电模式等 ) ,并简要阐述了同批电池同一放电制度以不同的充电模式作深循环寿命对比试验的结果。结果表明 :(1)添加 1%～ 1.5 % (质量百分数 )锡于Pb Ca合金中能够使板栅恢复抗蠕变性能而防止了板栅的增长 ,延长循环寿命 ;(2 )采用最佳的极板厚度能够使电池达到最佳的比能量与循环寿命 ;(3 )优质的AGM隔板及较高的装配压力是防止电池寿命提前终结的重要因素 ;(4)充电模式是决定电池是否有较长使用寿命的关键因素 ;(5 )放电电流的影响也不容忽视 ,小电流放电条件下形成的PbSO4 比大电流放电条件下形成的PbSO4 更难氧化     

国外蓄电池文献摘要

1312各向异性石扭对铅酸蓄电池涂,式正极板放电性能的影响 Tokttnaga A et al,Proeeodin-95,Advances in Lead一Acid Bat-t c r ies,NeW Orleans,1984.20.5一11,314~322。 为了改进循环使用的涂膏式铅蓄电池放电性能,在正极铅育中加入各向异性石撰。然后研究其对负极板放电性能的影响。由于添加石墨使正极板容量明显提高,循环寿命增加。这些作用归结于阳极氧化使石果胀大,从而提高正极活性物质的孔率。 1313近期蓄电池放电深度对总的能t传递的影响 Kordes。h K et al;(出处同上),323~335。 根据公式1091=一KD十d,二次电池循环寿命(L)…     

锑化合物对铅蓄电池阳极活性物质的影响

对比了活性物质中含有或没有Sb化合物的Pb—Ca板栅的涂膏式正极板与用Pb—Sb板栅但活物质中没有锑化合物的正极板的性能。每一片试验极板配以两片大容量的负极板,并以C/2.5放电率进行反复充放电循环。放电深度是额定容量的75％。使用Pb—Ca板栅时,含有Sb化合物的极板初期容量大于不含Sb化合物的极板。而随着充放电循环,容量下降前者大于后者。含有1.0％Sb_2O_3的极板脱落的活物质重量接近于活物质总量的20％。锑起到了成核剂的作用,因而增加了正极板的初期容量。另方面,从扫描电子显微镜观察得知,锑加速了活性物质的分解。在活性物质中不合锑化合物的极板条件下,Pb—Ca板栅的极板耐久性远不及Pb—Sb板栅的极板。事实证明,Pb—Ca板栅的极板在40至50次循环之间就有大部分活性物质从极板上脱落下来。     

深循环用免维护蓄电池

采用Pb—Ca合金板栅的免维护蓄电池的循环寿命通常受正电极的早期容量损失的限制。十分清楚,采用致密的活物质或厚型极板可以延长Pb—Ca正电极的循环寿命。认为这些情况与有限的电解液自电极表面向板栅、活物质界面的扩散有关。根据上述观点,检验了电解液浓度对Pb—Ca正电极循环寿命的影响。结果,发现在电解液浓度低的情况下,Pb—Ca正电极具有相当长的循环寿命。也就是说,在放电期间电解液浓度在确定Pb—Ca正电极的循环寿命方面起主要作用,在放电期间适当控制电解液浓度能延长Pb—Ca蓄电池的循环寿命。不过,如果电解液浓度在放电期间过低,又出现了板栅严重腐蚀问题。     

碳纤维作为铅酸电池正极添加剂代替短纤维和石墨的研究

采用碳纤维作为正极添加剂,代替石墨和短纤维。容检前的极板外观表明,添加碳纤维更有利于正极板化成。化成后碳纤维和石墨表面均被PbO2颗粒覆盖,而短纤维表面光洁。碳纤维代替短纤维和石墨的电池的2小时率放电、-18℃低温放电、大电流放电性能均有少许降低。循环180次后,碳纤维和石墨从正极板中消失,而短纤维仍存在于正极板中。碳纤维代替短纤维和石墨对电池循环寿命的影响不大。     

一种新型铅酸蓄电池正极板栅的研究

铅酸蓄电池活性物质的利用率和极板的尺寸有很大关系,如何开发质量轻、活性物质利用率高的板栅是现在的一个热门课题。介绍了一种新型立体网状正极板栅。对以这种板栅制成的电极为正极的电池,采用恒流放电、循环伏安、交流阻抗等测试方法进行了研究。通过不同电流密度下的恒流放电实验,证明新型板栅能够提高正极活性物质利用率9%;交流阻抗实验表明,新型板栅电极的阻抗为常规板栅电极的10%;循环伏安实验表明,新型板栅电极的峰值电流高于常规电极。实验结果证明:新型板栅优于常规板栅,可提高铅酸蓄电池的综合性能。     

正极铅膏与板栅质量比对阀控式铅酸动力电池性能影响的研究

正极板作为阀控式铅酸蓄电池的主要组成部分之一,对电池性能具有十分显著的影响。笔者研究了电动自行车用阀控式铅酸电池的两种正极用板栅与铅膏的质量比（用符号ζ表示）对电池性能的影响。随着板栅质量由21 g降至17 g,实验电池的内阻增加约12%,但12 V 20 Ah电池初期性能（容量、低温容量、大电流放电）无显著差异。另外,如果控制板栅质量不变,当正极板的ζ由4.18增至4.29时,冲网板栅实验电池的循环寿命增加了7%,但当ζ继续增加至4.47后电池寿命反而降低了5%。     

太阳能发电系统用的密封铅蓄电池的开发

日本电池株式会社根据与新能源产业技术综合开发组织以下简称（NEDO）签订的合同研制了与电网相连接的光伏发电装置用的阀控式密封铅蓄电池（GRE100－12）。这种电池不同于普通的贫液式及凝胶电解质的阀控式密封电池，其极板问的空隙及极群组的周围全被含所需电液量的粒状二氧化硅紧紧填满。这种紧填充的粒状二氧化硅从每一个方向向极板施加压力，控制了活物质及板栅的劣化，从而延长了电池的循环寿命。这种电池的特点是：带特种添加剂的正极活物质密度高和适宜于大电流充放电的改良型负极板。在部分充电状态（40％深度放电）以1CA进行充放电循环条件下，GRE100－12电池可望达到2000次循环的研究目标。     

铅酸蓄电池的发展及用途

铅酸蓄电池是法国人普兰特于1859年发明的,它经历了以下几个阶段:第一阶段是发明后至1881年由富莱和布鲁希二人制成涂膏式极板,使铅酸蓄电池的制造工艺有了很大进步;第二阶段是铅锑合金板栅的出现:1882年赛隆采用铅锑合金制造板栅,大大提高了电池极板的强度,使铅酸蓄电池的寿命有了较大提高,因为板栅腐蚀和板栅变形是铅酸蓄电池寿命终止的主要原因。铅酸蓄电池的快速发展是在20年代使用胶体     

铅酸蓄电池正极板深循环性能探讨

为提高蓄电池的深循环寿命性能 ,对电解液密度、板栅合金、电解液添加剂A等因素对正极板深循环性能的影响进行了实验探讨 ,发现电解液密度过高时对正极活性物质深循环性能有显著影响 ;专用合金I的深循环效果良好 ,但在板栅与活性物质界面仍会出现一定程度的钝化层 ,不利于蓄电池的深循环性能 ;电解液添加剂A对板栅与活性物质界面的钝化层有明显的改善作用 ,从而提高正极板深循环性能     

添加剂对正极循环容量影响的初步研究

随着电动车辆的开发研究,迫切需要延长蓄电池的循环寿命,通常认为电池寿命决定于正极板,蓄电池正极板损坏的主要原因是板栅腐蚀和活性物质脱落。正极活性物质脱落和活性物质网络组织受到破     

电动自行车用阀控式密封铅蓄电池的研制

对电动自行车用12V -10Ah(尺寸为150mm×97mm×95mm)阀控式密封铅蓄电池的结构、板栅合金、铅膏配方进行了3次改进 ,目前该电池在外形尺寸不变的条件下 ,比能量(按0.1C放电容量计算)由最初的31.7Wh/kg提高到40Wh/kg,75 %深度放电循环寿命由150～160次提高到423次。     

储能铅炭电池的性能与失效研究

目的,研究储能铅炭电池的充放电性能和失效原因;方法,对储能铅炭电池和普通储能电池进行大电流放电性能测试、充电接受能力测试、HRPSoC循环测试和常规循环测试。分析了储能铅炭电池和普通储能电池在不同工作模式下的失效模式,并研究了在不同工作模式下造成电池失效的主要原因;结果,储能铅炭电池具有良好的大电流充放电能力和突出的循环寿命优势;结论,正极板失效,包括正极板栅腐蚀和正极铅膏泥化,是储能铅炭电池在循环测试中寿命终止的主要原因。     

对流强度对极板固化的影响研究

对流对极板固化的影响体现在极板中 3PbO·PbSO₄·H₂O(3BS)向 4PbO·PbSO₄(4BS)转化程度。对流强度可以用风速来表征。3BS 向 4BS 转化为吸热反应,故对流强度高时,对流导热迅速,有利于极板铅膏中 3BS 向 4BS 转化。红丹的加入使得正极板铅膏与板栅的结合程度增强。用扫描电镜(SEM)观察去除铅膏的正、负板栅,发现仅有正板栅表面附着部分铅膏。同时,对流强度大的环境下固化后的正板栅表面附着的铅膏外观结构更加致密均匀,因此可以认为对流强度大的环境更有利 4PbO·PbSO₄ 晶体的产生。相同对流强度条件下,负板中 3BS 向 4BS 的转化程度低于正极板中的 3BS 向 4BS 转化程度。此外,4BS 含量高的正极板经内化成后更有利于电池循环寿命的提升。     

铅-稀土合金在VRLA电池中的应用

采用线性电位扫描法(LSV)、交流伏安法(ACV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(i~t曲线)和俄歇电子能谱(AES)等方法研究了铅-稀土合金在硫酸溶液中的阳极行为。实验结果表明,一些稀土元素,如Sm,Gd,Tb等可显著抑制阳极Pb(Ⅱ)腐蚀膜的生长和降低阳极腐蚀膜的阻抗。将铅-稀土合金和Pb-Ca-Sn合金作为正极板栅制备成2 V-200 Ah和12 V-12 Ah的VRLA电池。其电性能测试结果表明,以铅-稀土合金作为正极板栅的电池的浮充寿命和循环充放寿命显著优于Pb-Ca-Sn合金板栅的。     

高功率阀控式密封铅酸蓄电池的设计

从减缓VRLA电池极化的角度来阐述高功率阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)的设计要点。结果表明:极板配比、负板栅结构、极群装配压缩比、单体连接方式、负正活性物质比值对VRLA电池高功率放电特性有较大的影响。     

电动自行车用阀控式铅酸蓄电池(2)——电池循环寿命

利用线性电位扫描法研究了不同含Sn量对Pb -Sn电极在 0 9V(vs.Hg/Hg2 SO4 )时形成的阳极膜中Pb(Ⅱ)电量的影响 ,并研究了Pb -Ce电极在相同电位下形成的阳极膜中的Pb(Ⅱ)电量随时间的增长率。采用 6V -6Ah电池测定了由不同锡含量的铅合金制成正极板栅的电动车电池的放电特性 ,并采用 12V 12Ah电池测定了含RE(RE为含Ce合金 )的Pb -Ca-Sn板栅的电池寿命。结果表明 ,在合金中添加RE或适当提高Sn含量 ,有利于增进电池的深充放循环性能     

无缝涂板带工艺

众所周知 ,蓄电池的电特性和寿命取决于活性物质的结构和相位 ,而活性物质的结构和相位是由铅膏组成和特性决定的。只有在板栅的涂膏质量在设计的质量范围内 ,电池才能达到额定容量。涂板工艺就是把配方正确、表观密度合理的铅膏填涂在板栅上的过程 ,在涂板工序中涂板带起着重要的作用 ,控制极板的质量、厚度和密度会决定极板在装配工序的加工能力 ,而所有的这些指标最终将决定极板在电池中的性能。带式涂板比固定孔隙式、钢带涂板的工艺控制更加容易。采用带式涂板时 ,板栅的公差范围的控制可以放宽 ,因为涂板带可以在生极板的上而适当多涂…     

铅蓄电池深充放电循环时正极活物质的变化(第2报)

在深充放电循环条件下,铅酸电池涂膏式正极板活性物质在结构上要发生相当大的变化。为了减小这种结构上的变化,本文作者研究了紧压方式对结构变化影响的程度。 将较大的压力加于正极板上时,活性物质的膨胀受到抑制,结构变化因而减小。此外,正极板的循环寿命也明显延长。 采用这种紧压方式之所以能增加循环寿命,是由于循环时,PbO_2颗粒之间的粘附性和结合性减小的趋势受到了遏制。