提高鉛酸蓄電池循環(huán)壽命的研究

近年來(lái),隨著(zhù)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)的持續上漲,使得這些國際知名的公司都紛紛在中國建廠(chǎng)，或者干脆在中國購買(mǎi)電池進(jìn)行貼牌銷(xiāo)售。這種趨勢在帶給國內企業(yè)可觀(guān)利潤的同時(shí)，也因國內部分企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題給自身帶來(lái)了毀滅性的打擊。而國內部分企業(yè)電池產(chǎn)品質(zhì)量與國外知名企業(yè)的顯著(zhù)差別，主要就是電池使用壽命尤其是循環(huán)使用壽命達不到要求。

鉛酸蓄電池的壽命終止多因容量不足，而對于蓄電池來(lái)說(shuō)，其循環(huán)壽命更是其眾多指標中的關(guān)鍵指標。對于閥控鉛酸蓄電池,延長(cháng)電池循環(huán)壽命的公認措施是鉛膏配方中增加長(cháng)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到國外電池壽命的水平。尤其是隨著(zhù)成本壓力的增加,很多國內中小企業(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(lái)說(shuō)無(wú)疑是殺雞取卵的方法。

本項目的研究重點(diǎn)即是在上述各項延長(cháng)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、國標循環(huán)壽命和1h率100%DOD循環(huán)壽命的影響。

1 試驗內容

針對以上研究?jì)热?采用兩種極板厚度的電池結構,配合4種電解液比重,制作12V、7Ah電池以進(jìn)行各項性能試驗。

1.1 電池制造

電池制造采用3正4負(正極板厚度為3.6mm)、4正5負(正極板厚度為2.8mm)兩種結構裝配，鉛膏配方為今星光公司長(cháng)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阻，兩種結構電池的重量分別約為2.60kg和2.45kg，內阻分別約為19mΩ和17mΩ。之后分別測試各類(lèi)電池的初期容量和兩種循環(huán)壽命，為清楚表示各類(lèi)正交試驗電池的特點(diǎn)和試驗項目，各類(lèi)電池正交試驗情況如表1所示。

1.2 初期性能測試

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

1.3 國標循環(huán)壽命

電池經(jīng)過(guò)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準(標準代號為GB/T 196391.1-2005)5.18壽命試驗方法測試表1中6類(lèi)電池的壽命。

1.4 恒流限壓(LV)壽命試驗

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

1.5 電池解剖分析

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