铅酸蓄电池价值分析

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①高放电倍率循环用的铅蓄电池(如电动车用电池等); ②长寿命的备用铅蓄电池(寿命10a以上); ③高功率的铅蓄电池。

隔板中添加较多的粗纤维可使隔板的定量值相对降低.此种隔板一般用于以下几种电池:

①寿命较短的备用铅蓄电池(如UPS等); ②中、小型电动工具用铅蓄电池; ③汽车用铅蓄电池。 (3)拉伸强度

即拉断力。单位是kN/m。对于不同厚度的隔板,其拉伸强度不同。一般而言,隔板越厚,对其拉伸强度要求越高。由于国外蓄电池制造厂家大多数采用机构配组方式,因此对隔板纵向的拉伸强度要求更高,因此国外AGM隔板的拉伸强度一般高于国内的AGM隔板。拉伸强度表征了隔板的机械强度,添加粗纤维可增加隔板的强度,但将影响隔板的吸液率和5 min的毛细上升。对于机械配组而言,拉伸强度是一个重要指标,对于手工配组而言。纵向的伸长率(%)更为重要。

(4)吸液能力

隔板的吸收电解液的能力,也就是吸酸量的多少,它将直接影响到电池的电性能和密封特性。采用耐酸性能优良,具有适当孔径和较大孔率,并能较好吸附电解液的AGM隔板,是保证电池内部进行气体流通,负极氧吸收的必要条件。我国机械工业部的标准中并未明确规定AGM隔板的吸液指标,但在BCI的《Materials Specifications Of Valve Regulated Recombinant Batteries》[3]中提到了隔板的吸酸量,但同时也指出由于各个厂家和实验室采用不同的测试方法及标准,因此控制的指标也不相同,在BCI国际标准中也未进行统一。通常用单位质量或面积的隔板吸收电解液的质量来表示其吸收电解液的能力,即用吸液率表示,单位为%或g/m2。

(5)吸液速率及电解液保持能力

吸液速率指单位时间隔板吸收电解液的高度。各个厂家所规定的单位时间并不相同,有:2min,也有5 min;而电解液保持能力指:4 h后隔板的吸酸高度。24 h后隔板上部及下部吸酸量差异越小说明隔板的电解液保持能力越优越,同时,隔板2 min或5 min吸酸高度与24 h吸酸高度并没有定性的比例关系。这几个数值越大表明隔板的吸液速率和电解液保持能力越好。这对于电池能够任意取向放臵及防止电液分层都有重要意义,通常,添加细纤维可以改善隔板的吸液速率及电解液保持能力一般而言,2 min吸液速率是隔板制造厂家现场控制隔板质量的指标,对于使用厂家而言,兼顾5 min或2 min吸液速率和控制24 h吸酸高度同样重要。

(6)孔率及孔径分布

AGM隔板的一大优势是高孔率,这是密封电池的关键技术之一。吸液的快慢、吸液量的多少都于孔结构有着直接的关系—隔板中垂直于隔板平面的方向。即Z方向是氧气的通道,它的孔径约为10~25μm,太大易造成微短路和短路,太小不利于氧气通过。将直接影响密封反应效率。而平行于隔板平面为X、Y方向.其孔径约为2~4 μm,孔径较小,用于保持电池内的电解液—具有较小孔径的隔板具有良好的润湿性。因而具有较高的电解液保持能力。

(7)杂质含量

杂质含量主要指铁、氯离子的含量,它们被控制在10—6级的范围内。杂质含量主要与制造厂家在制造过程中使用的原材料的杂质含量、水质的控制有关。

(8)其它

其它指标包括浸酸失重、水含量、电阻等,在理论上这些指标都是越小越好,但选择时应考虑实际的因素,如原材料本身的特点及成本等。

7. 隔板各项目技术指针间的关系:

隔板纤维配比中细纤维含量增加,会改善外观性能,提高吸液量,增大渗透速度,减小最大孔径,对隔板有利。但同时会使隔板弹性降低,强度下降,电阻增大。通过添加粗纤维可以提高隔板防止铅膏脱落和氧气转移的能力,而提高隔板电解液保持能力只有通过添加细纤维来实现。隔板的制造成本随着细

纤维含量的增加而增加。当然,这些添加后的结果并不是绝对的,隔板的制造技术也同样影响隔板的性能,即使用相同的粗细纤维比,在不同隔板制造厂家会生产出性能差异很大的AGM隔板。因此过分追求某一项技术指标。势必会引起另外一些技术指标的失控。必须使这些技术指标之间相互均衡。才能使隔板的综合性能达到最好。

AGM隔板常规检测项目:单位基重、耐酸性、渗透速度、吸液率、宽度、外观、最大孔径、抗拉强度、酸煮测试、耐折性、铁含量、厚度。

四 铅酸电池用极板添加剂 1 前言

添加剂是铅酸蓄电池的重要成分,对蓄电池的性能有着重要的影响,加入铅酸蓄电池中的添加剂一般分为:极板添加剂和电解液添加剂,极板添加剂在和膏时加入,对负极板来讲,主要作用是抗收缩,又称为膨胀剂;对正极板来讲,主要增加极板的强度,防止软化、脱落和增加导电性等。电解液添加剂在电解液配制时加入,主要作用是增加电池的充放电性能和减缓板栅腐蚀等。本文主要谈论极板添加剂。

2 添加剂的分类

2.1 按物性分:(1) 纯有机物质;(2) 表面活性物质;(3) 无机物质 2.2 按功能分:

(1) 能改善电池循环期限、提高电池输出功率,尤其在低温条件下防止表面积收缩的添加剂,通称膨胀剂。

(2) 抑制氢气析出的阻化剂和阻滞铅电极在化成后干燥、贮存过程中氧化的阻化剂。

3 各分类添加剂的基本作用 3.1 无机膨胀剂:

膨胀剂的功能之一是防止在循环过程中负极活性物质表面积收缩。这些物质可吸附在电极表面上,通过降低表面张力使体系的能量减小,活性物质的真实表面积则不收缩。膨胀剂的另一功能是去钝化作用,即影响负极在放电过程中形成的PbSO4结构。

3.2 有机膨胀剂:

在负极铅膏中加入一些有机物质,用来防止负极板在循环使用时表面积收缩而呈现的极板硬结以及进而失去多孔海绵状,被称为有机膨胀剂。目前使有的有机膨胀剂有:腐植酸、木素磺酸盐、合成鞣剂、栲胶等物质。有机膨胀剂在电极放电过程中具有去钝化作用,在充电时有机膨胀剂又起着防止收缩的作用。

3.3 无机膨胀剂和有机膨胀剂量联合使用:

尽管硫酸钡和有机膨胀剂均能去钝化和防止循环过程中表面积收缩,但作用机理不同,联合使用时可以起到某种加和作用。

3.4 阻氧剂:

在负极铅膏中加入防氧化的阻氧剂,以及化成后经洗涤再浸渍含有阻氧剂的溶液。阻氧剂大多数含有OH-基团,OH-和铅可发生反应,OH-为还原基,可作为还原剂,在合膏时被氧化。化成时极板进行阴极过程,阻化剂也随之被还原。在化成干燥过程中,被氧化的铅粉又逐渐为阻化剂还原,或干燥时阻化剂优选被氧化,因为阻化剂能抑制铅氧化。另一方面在极板干燥时,阻化剂在活性物质的表面形成一层保护膜。此膜使负极在贮存过程中不受潮、不被氧化。可作为阻氧剂的有:硬脂酸或硬脂酸钡、硼酸、水杨酸、木糖醇、α-羟基 β-苯酸 (简称1.2酸)等等。

4 常见添加剂 4.1 短纤维 4.1.1 种类和特性

短纤维根据使用材料不同,一般分为聚酯纤维(涤纶材料),PP纤维(丙

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