儲能用長壽命LL-S閥控式鉛酸蓄電池的開發(fā)

3.2 負(fù)極板

鉛蓄電池負(fù)極活性物質(zhì)，因反復(fù)的充放電循環(huán)，使活性物質(zhì)硫酸鹽化和活性物質(zhì)晶粒粗大化的表面積降低，導(dǎo)致容量下降。為了防止這一現(xiàn)象，采用在負(fù)極活性物質(zhì)中添加石墨、木素、硫酸鋇等添加劑。這些添加劑按照一定的種類和不同的比例進(jìn)行添加，對負(fù)極板的放電性能、充電接受性能及壽命性能等有很大的影響。

在硫酸鉛內(nèi)加入石墨，可提高硫酸鉛表面的導(dǎo)電性能，并認(rèn)為是在石墨表面發(fā)生反應(yīng)。眾所周知，超細(xì)晶粒石墨和添加量的增加能提高充電性能。石墨因種類的不同，其物理性能有很大的差異，因此可以認(rèn)為石墨種類的不同，其效果也不同。

為了對比不同種類的石墨對負(fù)極充電性能的影響，表2中列出了用于評價(jià)試驗(yàn)用小型電池的六種石墨對比。蓄電池進(jìn)行限量充電的循環(huán)次數(shù)達(dá)1000次后，負(fù)極板中殘留的硫酸鉛與石墨種類關(guān)系的研究結(jié)果示于圖7。石墨種類的不同，硫酸鉛的蓄積量也不同，D、E石墨相對傳統(tǒng)使用的石墨A而言，硫酸鉛含量少，負(fù)極充電性能好。表2數(shù)據(jù)無法判斷石墨的物理性能與負(fù)極充電性能的關(guān)系，石墨晶粒表面官能團(tuán)量和種類的不同，其效果也不相同。石墨的作用功能目前仍在探討中。

4 新品電池的結(jié)構(gòu)特性

4.1 單體電池

4500次長壽命的LL-S電池的改良內(nèi)容及目的列于表3。有關(guān)電池結(jié)構(gòu)、使用條件的臥式放置、限液、電量管理的充放電控制，目前仍沿襲LL型電池的技術(shù)。

新品電池與傳統(tǒng)產(chǎn)品的對比列于表4，產(chǎn)品的外觀照片示于圖8。與傳統(tǒng)的循環(huán)壽命3000次的電池相比，電池的尺寸相同，重量約增加了8%，電池的期待壽命增加到4500次，是原來的1.5倍。電池槽材料選用耐藥性、耐透濕性優(yōu)良的聚丙烯樹脂，端子為螺栓式，在電池蓋上設(shè)計(jì)有插入成型的鉛合金制極柱套，與端子部位焊接成形，并用環(huán)氧膠封口，可防止電解液滲漏的結(jié)構(gòu)。這種電池的推薦充電方法見圖9，單體電池的充電電壓設(shè)定為2.42V，采用多階段小電流充電及為防止過充電采用控制充電量的方式進(jìn)行充電。

新品電池各小時(shí)率的放電特性示于圖10。與傳統(tǒng)的LL型電池相比放電性能相同。在70%放電后，以推薦的充電模式進(jìn)行充電的充放電效率示于圖11。新品電池充放電時(shí)的效率約為87%。