铅酸蓄电池价值分析

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5 其它添加剂

有机添加剂还有牛皮木素类,萘磺酸盐、偶氮蒽蓝、丹宁酸及其它有机合成物。

无机添加剂合成物中还有SrSO4、SiO2、TiO2、Al2(SO4)、等。 以上这些添加剂蓄电池生产厂现在很少采用,其对蓄电池性能不清楚。

6 选择和应用

对于添加剂,不能使用太多或太少,错误的添加剂对蓄电池性能有严重的损害。对于添加剂的选择主要考虑如下因素:

①金属杂质的含量; ②主要成分或基本基团;

③蓄电池的应用(SLI、动力、VRLA备用、偏远地区能量供应); ④隔板的类型(PE、PVC、AGM);

⑤使用环境(热带、冷带、亚热带);⑥要求的使用寿命(1 a以上、3 a以上、5 a以上、10a以上)

在SLI应用中,我们要考虑电池承受低温、高倍率、浅循环以及发动机烟窗下的高温。因此,使用木素且在添加剂中的含量高,其理想含量为0.3 %~0.5 %,使用量再增加只对极板性能有较小的改善,但会增加负极过度膨胀及早期失效的风险。在低锑合金的SLI电池中,使用低分子量(LW)的木素,它具有高含量的羧基(—COO),低含量的甲氧基和有机S,羟基含量为1.6 %~2.0 %,它对电池的初期容量,循环寿命,充电接受和自放电有利。

有些木素影响氢的过电位,对电池的析氢速度和充电接收能力有较大影响,而且木素导致单格电压不均衡,在备用电池组中,浮充电压的一致性很重要,所以,在中型、大型VRLA电池中,有的厂家在添加剂中去掉木素,只使用硫酸钡、炭黑、碳纤维,有的厂家则用腐殖酸代替木素,或用硬酯酸类代替木素。

张永健等提及用化学方法将腐殖酸和木素合成一种新型添加剂加到负极板中比单独和直接混合使用效果好,其1C放电提高12 %,3C放电提高10 %,

低温起动,10小时率容量无差异,其它一些研究人员也提及用腐殖酸代替1/3~1/2的木素能抑制木素对充电接收能力的影响。

有研究人员认为:硫酸钡的含量对循环寿命有至关重要的影响,循环寿命随BaSO4含量的增加而提高,到达1.0 %(质量百分比)时保持恒定。

朱松然等认为在保持负极添加剂总量不变的情况,增加BaSO4、炭黑的量,只对低温起动和大电流放电有影响,对常温容量无影响。

在添加剂的选择上,使用较多的依然是木素、腐殖酸、硫酸钡、炭黑和短纤维。通常情况下,都是直接逐个添加配料。现在不少厂家采用预混合方式,就是先将所有的添加剂先混合在一起,主要优点有:

①准确控制各种添加剂的质量大小; ②减少投放次数; ③减少和膏的差异; ④和膏更均匀。

吴寿松先生提到先将各种添加剂放在容器中进行研磨几个小时,有的厂家则采用先将各种添加剂混合在一起,湿搅几个小时,以上方法的目的是使各种添加剂在铅膏中更均匀。

7 总结

极板添加剂是一把双刃剑,对蓄电池的性能有着重大的影响,因此,对添加剂的正确选择很重要,而且每种添加剂因种类和用途不同,其使用量不同,要进行有关电化学测试和样品试验,以确立最佳的添加剂和最佳用量。

四.铅酸蓄电池所用硫酸电解液

1.铅酸蓄电池中所使用的电解液环保硫酸水溶液,它是由浓硫酸和水配制而成的。配制时必须注意应将浓硫酸倒入水中,而不是将水倒放浓硫酸中,否则混合过程的发热而使溶液产生爆沸。铅酸蓄电池用的硫酸溶液配制时所用的水

必须是凈水(去离子水或蒸馏水),对水质的要求应符合标准要求。硫酸在蓄电池中是重要的原材料之一。铅膏配方、化成电解液以及蓄电池在运行使用中的电解液都市用硫酸配制。硫酸的相对分子量是98.08,密度(15℃) 为1.8384g/cm3,为无色透明的油状液体。市场上出售的多是工业用硫酸,含有杂质较多,不适合蓄电池使用。世界各国对制造蓄电池硫酸的要求都较严格,我国也有专供蓄电池用的硫酸标准,技术条件见表下表1;铅酸蓄电池用电解液标准见表2;铅蓄电池用水应符合表3。

表1 蓄电池用硫酸标准

表2 铅酸蓄电池用电解液标准

表3 铅蓄电池用水

2.硫酸密度与温度的关系

硫酸密度与温度的关系可按下式计算:

3.硫酸电解液的物理化学性质

I. 硫酸的电阻率:硫酸的电阻率随密度、温度而变化,密度在1.100 ~ 1.300g/cm3之间电阻率最小。蓄电池用电解液均在此范围。表4 给出18℃时不同

密度硫酸的电阻率及其温度系数。

I. 硫酸的蒸气压:硫酸是强干燥剂,浓硫酸可以从环境中吸收水分。硫酸吸水还是蒸发水分,取决于蒸气压与环境空气饱和蒸气压的相对大小。若硫酸的蒸气压大于空气的饱和蒸气压,将蒸发水分,反之则吸收水分。硫酸溶液的蒸气压随酸的含量和温度变化。

II. 硫酸溶液的冰点:不同密度下硫酸溶液的冰点见表5,表中的密度系指15℃时的密度。

表5 硫酸溶液的冰点

五 其它辅助材料 1. 环氧树脂封口胶

环氧树脂是指在环氧化合物分子结构中含有3个或2个以上环氧基的一类高聚合物的总称。由于环氧基的化学活性,可用多种含有活泼氢的化合物使其开环、固化交联生成网状结构,因此,它是一种热固性树脂。环氧树脂结构特点是大分子链上含有环氧基。

2. 环氧树脂的性能

I. 高度的粘合力, 在环氧树脂结构中具有醚基(—O—)、羟基(—OH)和较为活泼的环氧基,因而环氧树脂具有很高的粘合力。醚基和羟基是高极性基团,它们使环氧树脂与相邻基材表面产生吸引力,环氧基又能与多种固体物质表面,特别是金属表面的游离键起反应形成化学键,因此粘结性特别强。

II. 收缩率低, 环氧树脂的收缩率一般小于0.2%,如加入填料,收缩率可降至0.1%,因此,冷热变化对其体积的影响较小。

III. 良好的耐热性能 ,在使用于较浓的酸和碱中,使用温度为常温,不接触强腐蚀性介质及使用特殊固化剂时,环氧树脂的固化产物不能在较高温度下使用。一般在100℃以内。

IV. 良好的工艺性,环氧树脂可在常温、常压下成型,能够在室温固化。树脂的粘度、适用期和固化时间都可以根据需要进行适当调节,基本上不影响固化后的性能。在配方上可根据产品不同性能要求,采用不同的固化剂。

V. 良好的耐腐性能,固化后的环氧树脂,由于含有稳定的苯环和醚键,分子结构紧密、化学稳定性较好,对中等浓度的酸、碱耐蚀性最好。但其稳定性与选择固化剂的种类关系密切。如胺类固化的环氧树脂,其耐酸性不及用酸酐固化的环氧树脂。而在胺类固化剂中,芳香族胺固化剂又比脂肪族胺固化的环氧树脂耐酸性

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