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影响密封铅酸蓄电池性能的AGM隔板性能探讨

发表时间:2022-12-27 访问量:8052

      随着阀控铅酸蓄电池(VRLA)在不同领域的应用,人们对蓄电池的认识也越来越深,对生产蓄电池的原材料的要求也越来越严格。特别是超细玻璃纤维隔板(以下简称隔板)更引起了蓄电池生产厂家的高度重视。有人称隔板为“第三电极”11.本文通过试验对比,结合工作经验就隔板的有关性能对蓄电池相关性能的影响作一粗浅的论述。

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1基重和厚度的均匀性隔板基重和厚度的均匀性直接影响着蓄电池放电容量的均匀性。我们曾用两批不同均匀性的隔板各组装成8只电池进行了容量均匀性对比试验,结果见表1h率放电12从表1发现用厂家1隔板组装的电池的容量均匀性比厂家2的容量均匀性要好;在同一放电终止时间,前者压差在20mV之内,后者压差达50mV.很明显,用基重和厚度均匀性好的隔板装配成的电池其放电的均匀性要优于均匀性差的。导致这种现象的原因可能为:基重和厚度均匀性好的隔板,在组装成电池时,隔板不同部位受到的压力较为均匀,同时吸附的电解液也较为均匀,从而充放电时电池各极板上电流分布较为研究与设计样品表3国内外部分厂家隔板性能测试结果样品-右均匀;反之,均匀性不好的隔板在组装成电池后,隔板受压不均匀,厚的部位受压大,吸液量少,薄的部位受压小,吸液量大,这样使得隔板不同部位的吸液量也不同,从而导致电池极板上的电流分布不均匀。

目前,国内一般厂家的隔板厚度平均偏差达1.62%左右,而美国隔板平均厚度偏差仅为0.86%12.据有关报道,隔板越厚,均匀性越难以控制,从而影响了电池的性能。为此,厚度均匀性问题,隔板生产厂家需亟待解决。当然,厚度均匀性可以通过调整长短玻璃纤维比例以及延长打浆时间等措施来实现;电池生产厂家可以采用多片薄型隔板来实现隔板厚度趋于均一。

2回弹性和压缩率回弹性是指隔板在一定的压力下压一段时间后厚度恢复的能力,一般厂家通过测定不同压力下隔板同一部位的厚度来衡量隔板的回弹性(即用可变重厚度测定仪先用压力较小的砣测定隔板的厚度LP再用压力较大的砣测定此时读数稳定时隔板的厚度L2然后再用原先的砣测定隔板的厚度L3得到隔板的回弹性=13/L1X100;压缩率是指隔板受压后引起的厚度变化率,一般厂家用两种压力下隔板厚度的变化率表示了隔板与极板的紧贴效果。我们认为回弹性和压缩率大的隔板对电池各方面的性能都有利。有人认为回弹性大的隔板,压缩率小,其实未然。我们曾经对国外一厂家和国内四个厂家的隔板进行了测试,其结果如表2表2国内外部分厂家隔板性能测试结果从表2可知:回弹性和压缩率并非一对矛盾,两者可以通过调整粗细玻璃纤维的比例搭配和控制隔板的烘干温度来达到隔板的更佳回弹性和压缩率,从而生产出更有利于电池性能的优质隔板。当然,理想的隔板应该具有较好的回弹性和较大的压缩率。

3孔率和吸酸量孔率和吸酸量的大小对电池的性能有直接的影响。孔率大,吸酸量大,电池的内阻就小,对电池的大电流放电性能有利。但是根据国际电池协会(BCI)的标准孔率测试方法,孔率为:L实测XVp―计算所得孔率,L实测一定压力下实测的厚度,mmW实测实测的基重,g/m2P―玻璃纤维绵的密度,g/cm3为此,对于基重和厚度一定的隔板来说,其孔率也是一个定值,例如对于单位厚度1mm、面密度为150g/m2的隔板来说,其孔率一般在93%95%之间。当然,在隔板的其他性能相近的情况下,孔率较高的隔板性能较好。一般情况下,隔板的孔率高,其吸酸量也大。为此,电池中的隔板在吸酸饱和度相同时,孔率高的隔板吸酸多,电池的内阻就小,大电流放电性能就好。

同时,孔率高,对电池生产厂家来说,在不影响电池密封反应效率的情况下,可以多灌酸,这样可以延长电池的使用寿命。因为蓄电池失效的一个重要因素为电解液的干涸。目前,美国HV公司生产的加憎水性纤维的二代隔板,据说可以使原贫液密封电池进行富液设计,灌过量的酸也不影响电池的密封反应效率。这样无疑解决了电池失效模的电解液干涸问题。

不过,这种隔板的应用,我们正在试验过程中。

4孔径一般中所述隔板的孔径在0.1~10m较为合适,认为隔板孔径的大小决定了防止铅枝晶穿透隔板能力以及防止电池微短路能力的大小,也是电池有较长使用寿命的关键;并且孔径较小的隔板,酸通过毛细作用渗漉的速度要快,电解液保持能力要好,可以抑制电池中隔板上电解液的分层及电解液密度的分层现象。目前,各个厂家主要通过测定隔板的更大孔径来控制,但是各个厂家控制的指标不同。蓄电池,1996(2):20.陈红雨。AGM隔板的研究与应力。蓄电池,1996(2):9.陈体衔,郑君铁,张瑞恩。电池装配压力对玻璃纤维隔膜的影响。蓄电池,1996(2):12.王居。超细玻璃纤维隔膜技术条件分析。电源技术,1997,21(1)40―43.中村宪冶(日)。徐红译。改进密封铅酸电池反应效率的方法。蓄电池,1992(1):36―40.朱松然。蓄电池手册。天津:天津大学出版社,1998.249.(上接第254页)表1锌熔盐电渗铈的试验结果与分析试验号电渗时间电渗温度主盐添加量极化电阻Polarized3结论采用无保护气氛熔盐电渗法制取锌合金是筛选碱锰电池代汞添加元素的一种简便、可行的手段,稀土铈可作为代汞锌合金的有效添加元素。

GITT分析方法结合相图及扫描电镜的能谱分析,说明锌与稀土铈有9种金属间化合物存在。

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