高倍率放電VRLA電池的設(shè)計(jì)技術(shù)

由前文分析得出：減緩和降低正極極化電位的增大是確保高倍率放電性能提高的重要措施。VRLA電池配方中正極添加劑的選擇應(yīng)著眼于能夠形成良好的正極活性物質(zhì)微孔結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，或者具有減緩和消除活性物質(zhì)與Pb?Ca板柵界面鈍化層影響的作用。由于正極所處的電位較高，一般的添加劑均會(huì)被氧化分解，難以在整個(gè)壽命期間發(fā)揮作用，這是選擇正極添加劑時(shí)的一個(gè)“瓶頸”問題。表2列出了將報(bào)廢的正極活性物質(zhì)以一定比例加入正極鉛膏后，與添加石墨的正極鉛膏的性能對(duì)比情況。結(jié)果表明：前者有利于提高VRLA電池低溫高倍率放電性能。從生產(chǎn)來看，報(bào)廢正極板總是存在的，取其活性物質(zhì)進(jìn)行二次利用，對(duì)節(jié)約材耗、降低成本具有實(shí)際意義[4]。

3.2負(fù)極鉛膏配方對(duì)高倍率VRLA電池放電

性能的影響

與正極不同的是，負(fù)極活性物質(zhì)的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)高倍率放電的影響并不明顯。在低溫下使用的VRLA電池，若負(fù)極孔率增多，會(huì)阻礙電解液的擴(kuò)散，最終導(dǎo)致電池放電性能的降低。因此，負(fù)極性能的優(yōu)劣更多地依賴于膨脹劑的種類。木素對(duì)大電流放電有良好的促進(jìn)作用，但國產(chǎn)木素酸溶解性大，降低了壽命期間對(duì)負(fù)極的膨脹效果，使用這種木素的廠家已不多見。進(jìn)口木素的性能好但價(jià)格昂貴，不論使用何種木素，負(fù)極的充電接受能力都會(huì)受到一定的影響，這對(duì)VRLA電池的負(fù)極來說顯得更為嚴(yán)重。通過與其它負(fù)極添加劑的合理搭配，腐植酸在提高大電流放電方面也有良好的作用，由于它價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，添加后鉛膏的填涂性又非常適合于機(jī)械化涂板，因而在國內(nèi)普遍使用。近年來，一些腐植酸生產(chǎn)廠家又陸續(xù)開發(fā)出雜質(zhì)含量更低，適用于VRLA電池的高純腐植酸。為了進(jìn)一步提高負(fù)極的性能，目前，將木素與腐植酸合成或?qū)烧甙匆欢ū壤旌推饋硎褂玫墓に嚺浞揭矀涫荜P(guān)注。為此，我們對(duì)兩者混和使用的配比進(jìn)行了優(yōu)化研究，有關(guān)數(shù)據(jù)如表3所示。改進(jìn)后的配方對(duì)提高電池充放電性能及降低電池成本都有利，具有實(shí)際推廣價(jià)值。

表3有機(jī)膨脹劑配比的改進(jìn)對(duì)VRLA電池性能的影響

類別

項(xiàng)目3.3電解液配方對(duì)高倍率VRLA電池放電

性能的影響

長(zhǎng)期以來，國內(nèi)外就硫酸電解液中加入某些添加劑后對(duì)VRLA電池性能的影響進(jìn)行了大量的研究。由于電解液添加劑的使用，具有不改變電池工業(yè)生產(chǎn)過程、附加成本低、效果好、便于推廣等優(yōu)點(diǎn)，因此，選擇合適的電解液添加劑已成為改善鉛酸蓄電池性能的主要途徑之一[5]。我們認(rèn)為，VRLA電池電解液添加劑的作用可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）增強(qiáng)電解液的電導(dǎo)，提高電池過放電后的容量恢復(fù)性能和再充電接受能力；

（2）抑制枝晶短路的發(fā)生；

（3）提高電池的容量和抑制早期容量損失；

（4）防止活性物質(zhì)的軟化、脫落和減緩板柵的腐蝕。我們?cè)谠囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)，某些添加劑只具有上述的一種作用，而另一些添加劑則同時(shí)具有幾種作用。表4對(duì)比了4種電解液配方對(duì)高倍率放電性能的影響。可見，僅僅是改變了電解液組成，電池的放電性能就出現(xiàn)了較大差異。

4結(jié)語

（1）鉛膏及電解液配方的設(shè)計(jì)與改進(jìn)是著眼于優(yōu)選各類添加劑及其配比來實(shí)現(xiàn)的，它是VRLA電池滿足高性能要求的一條重要的技術(shù)路線。與通常優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施相比，優(yōu)良的配方更有利于電池性能的提高和品質(zhì)的穩(wěn)定。

（2）某些添加劑的應(yīng)用不僅提高了VRLA電池的放電性能，而且還利于電池成本的降低，從而保證了性能價(jià)格比的進(jìn)一步提高。

適用于改進(jìn)VRLA電池性能的添加劑有很多種，但真正推廣應(yīng)用的卻不多，這方面，我國與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距。這表明，雖然國內(nèi)多數(shù)蓄電池制造企業(yè)均視電池配方為核心技術(shù)，但配方實(shí)用化研發(fā)的進(jìn)程卻非常緩慢。由于電池配方工藝改進(jìn)具有較廣闊的研發(fā)空間，我們相信，今后隨著研發(fā)力度的不斷加強(qiáng)，勢(shì)必對(duì)我國VRLA電池的整體性能和產(chǎn)品檔次的提高產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。