1、51 电池网 专业的电池商务平台铅酸蓄电池论文集锦 2一、阀控铅酸蓄电池的热失控及其对策1、 前言近年来，随着信息以及电子技术的高速发展，要求提供质量更好，使用更方便，维护更简单的备用电源。VRLA 电池因其价格低廉、电压稳定、无污染、无需维护等优点，在通信、金融、电力等领域得到广泛应用。但是，往往由于对蓄电池的不合理使用，产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响到供电系统的可*性。本文重点讨论有关温度对阀控式密封铅酸蓄电池的影响。2、 温度对阀控式酸蓄电池容量的影响同容量系列电池，以相同放电速率，在一定环境温度范围放电时，使用容量随温度升高而增加，随温度
2、降低而减小。在环境温度 1045范围内，铅蓄电池容量随温度升高而增加，如阀控密封铅蓄电池在 40下放电电量，比在 25下放电的电量大 10%左右，但是，超过一定温度范围，则相反，如在环境温度4550条件下放电，则电池容量明显减小。低温（2 倍率）电流放电18min（相当于以 2C 的电流放电至 60%DOD），再以 10A（1 倍率）电流充电 42min。此种大电流快速充、放电对电池性能要求极为严格。由于充、放电流大，电池发热严重，失水快，很容易损坏。显然，该法的检测结果与电池的实际深充放能力并没有平行关系，但作为电动车厂家短期快速评价电池性能，仍具有一定的参考价值。图 4 示出了采用 F-A
3、 技术、F-B 技术以及常规型的电池的快速充放寿命对比曲线。由图中可见，采用 F-A 技术的电池，其快速充放循环达到 519 次，显著优于 F-B 技术型和常规 Pb-Ca-Sn 合金电池，这可能与不同种类电解液的离子电导性能有关。51 电池网 专业的电池商务平台上述研究结果充分表明，在电池制造中采用了上述几项新技术之后，完全可将电动自行车电池的使用寿命延长至 1.5-2a。上述电动自行车电池所具有较长深循环寿命，可能与下列因素有关：（1）高活性正极 FD 型复合添加剂的使用及改进后的正负极配方对提高电极活性物质利用率和减少循环中容量的衰减具有重要的作用；（2）低钙正极板栅的使用有助于降低腐
4、蚀膜的生长速度和膜阻抗；（3）和膏中采用 P-GB 添加剂可增强活性物质颗粒间和活性物质与板栅间的结合能力。（4）正确选择铅膏的视密度、含酸量、极板固化温湿度、电池的加酸量，以及正负极活性物质的比例，对提高电池深循环过程中容易的稳定性也具有一定作用。五、两类阀控式密封铅蓄电池的比较当今阀控式密封铅蓄电池有两类，即分别采用玻璃纤维隔板和硅凝胶二种不同方式来“固定”硫酸电解液。它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的，但给阳极析出的氧到达阴极提供的通道是不同的，因而二种电池的性能各有千秋。1 历史的简单回顾铅酸蓄电池从问世到如今，一直是军用民用领域中使用最广泛的化学电源。由于它使用硫酸电解液，运输
5、过程中会有酸液流出，充电时会有酸雾析出来，对环境和设备造成损害，人们就试图将电解液“固定”起来，将电池“密封 ”起来，于是使用胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。初期的胶体铅蓄电池使用的胶体电解液是由水玻璃制成的，然后直接加到干态铅蓄电池中。这样虽然达到了“ 固定 ”电解液或减少酸雾析出的目的，但却使电池的容量较原来使用自由电解液时的电池容量要低20%左右，因而没有被人们所接受。我国在 50 年代也开展了初期胶体电池的研制工作，到 60 年代末也就基本上停止了。然而 70 年代后期至80 年代，国内又有一些非电池行业界的人利用媒体大肆鼓吹自己发明了固体电解质的铅蓄电池，宣称使电池容量和寿命提高 1
6、 倍。这种经不起事实检验的肥皂泡式的“发明创造” ，不仅未能使铅蓄电池性能有所提高，而且还败坏了胶体蓄电池的名声。51 电池网 专业的电池商务平台几乎在研制胶体电池的同时，采用玻璃纤维隔膜的阴极吸收式密封铅蓄电池却诞生了，它不但使铅蓄电池消除了酸雾，而且还表现出内阻小、大电流放电特性好的优点。因而在国民经济中，尤其是原来使用固定型铅蓄电池的场合，得到了迅速的推广和应用，于是人们就把胶体铅蓄电池抛在脑后了。80 年代，德国阳光公司的胶体密封铅蓄电池产品进入中国市场，多年来使用效果表明它的性能确实不同于以前的胶体铅蓄电池。这就迫使人们要重新认识胶体铅蓄电池。本文将根据近年来的两种阀控式密封铅蓄电
7、池的研制、生产和使用效果对它们进行比较，供选用电池的同事们作参考。2 电池的工作原理不论是采用玻璃纤维隔膜的阀控式密封铅蓄电池(以下简称 AGM 密封铅蓄电池)还是采用胶体电解液的阀控式密封铅蓄电池(以下简称胶体密封铅蓄电池 )，它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的。电池充电时，正极会析出氧气，负极会析出氢气。正极析氧是在正极充电量达到 70%时就开始了。析出的氧到达负极，跟负极起下述反应，达到阴极吸收的目的。2Pb 十 O2=2PbO2PbO 十 2H2SO4：2PbS04+2H20负极析氢则要在充电到 90%时开始，再加上氧在负极上的还原作用及负极本身氢过电位的提高，从而避免了大量析氢
8、反应。对 AGM 密封铅蓄电池而言，AGM 隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液，但必须使 10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。对胶体密封铅蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以 SiQ 质点作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包藏在里边。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧提供了到达负极的通道。由此看出，两种电池的密封工作原理是相同的，其区别就在于电解液的“固定”方式和提供氧气到达负极通道的方式有所不同。3 电池结构和工艺上的主要差异AGM 密封铅蓄电池使用纯的硫酸水溶液作电解液，其密度为 1.291.3lg/cm3。除了极板内部吸有一部分电解液外，其大部分存在于玻璃纤维膜之中。为了给正极析出的氧提供向负极的通道，必须使隔膜保持有 10%的孔隙不被电解液占有，即贫液式设计。为了使极板充分接触电解液，极群采用紧装配的方式。另外，为了保证电池有足够的寿命，极板应设计得较厚，正板栅合金采用 Pb-q2w-Srr-A1 四元合金。
