提高鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的研究

近年來,隨著歐美等老牌電池生產(chǎn)企業(yè)巨大的成本壓力及國際鉛價(jià)的持續(xù)上漲,使得這些國際知名的公司都紛紛在中國建廠，或者干脆在中國購買電池進(jìn)行貼牌銷售。這種趨勢在帶給國內(nèi)企業(yè)可觀利潤的同時(shí)，也因國內(nèi)部分企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量問題給自身帶來了毀滅性的打擊。而國內(nèi)部分企業(yè)電池產(chǎn)品質(zhì)量與國外知名企業(yè)的顯著差別，主要就是電池使用壽命尤其是循環(huán)使用壽命達(dá)不到要求。

鉛酸蓄電池的壽命終止多因容量不足，而對于蓄電池來說，其循環(huán)壽命更是其眾多指標(biāo)中的關(guān)鍵指標(biāo)。對于閥控鉛酸蓄電池,延長電池循環(huán)壽命的公認(rèn)措施是鉛膏配方中增加長效添加劑、采用高錫低鈣合金、極板高溫固化、提高裝配壓力等等。

但即使全部采取以上措施,生產(chǎn)出的電池壽命也不一定能達(dá)到國外電池壽命的水平。尤其是隨著成本壓力的增加,很多國內(nèi)中小企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本,提高電池的大電流放電性能,不斷地降低電池的極板厚度和增加電解液的比重,這對于電池的整體性能,尤其是循環(huán)性能來說無疑是殺雞取卵的方法。

本項(xiàng)目的研究重點(diǎn)即是在上述各項(xiàng)延長電池循環(huán)壽命的措施都采取的情況下,重點(diǎn)研究電池正負(fù)極板厚度、電解液比重和不同充電條件對電池初期容量、國標(biāo)循環(huán)壽命和1h率100%DOD循環(huán)壽命的影響。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

針對以上研究內(nèi)容,采用兩種極板厚度的電池結(jié)構(gòu),配合4種電解液比重,制作12V、7Ah電池以進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)。

1.1 電池制造

電池制造采用3正4負(fù)(正極板厚度為3.6mm)、4正5負(fù)(正極板厚度為2.8mm)兩種結(jié)構(gòu)裝配，鉛膏配方為今星光公司長壽命鉛膏配方，極板為槽化成工藝生產(chǎn)，電池裝配后分別加1.27、1.29、1.31、1.33四種比重電解液，加酸量控制單體內(nèi)有效酸量均相同。電池按照工藝初充電完成后測試電池重量和內(nèi)阻，兩種結(jié)構(gòu)電池的重量分別約為2.60kg和2.45kg，內(nèi)阻分別約為19mΩ和17mΩ。之后分別測試各類電池的初期容量和兩種循環(huán)壽命，為清楚表示各類正交試驗(yàn)電池的特點(diǎn)和試驗(yàn)項(xiàng)目，各類電池正交試驗(yàn)情況如表1所示。

1.2 初期性能測試

表1中的各類電池制作完成后，分別測試各類電池20h和3C容量，作為電池初期容量進(jìn)行比較考核。

1.3 國標(biāo)循環(huán)壽命

電池經(jīng)過初期容量測試合格后,按照小型閥控密封式鉛酸蓄電池國家標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)代號為GB/T 196391.1-2005)5.18壽命試驗(yàn)方法測試表1中6類電池的壽命。

1.4 恒流限壓(LV)壽命試驗(yàn)

根據(jù)各類電池的兩項(xiàng)試驗(yàn)情況,采用不同的恒流限壓充電方法測試表1中4類電池的1h率放電100%DOD循環(huán)壽命。

1.5 電池解剖分析

將上一試驗(yàn)步驟中壽命終止的電池解剖,采用化學(xué)方法分析正負(fù)極活性物質(zhì)含量、負(fù)極硫酸鉛含量以及酸比重等,并確定電池壽命終止的原因。