VRLA电池高功率性能改进及可靠性验证

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoziyuan123
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根据近几年市场的发展可知,不论是高容量还是低容量VRLA电池的设计都在趋向于高功率方面发展。本论文通过对美国Enersys公司纯铅技术、OPTIMA公司卷式铅酸蓄电池、动力用水平电池分析的基础上设计并制作多单体双极式电池,在此基础上设计了双极性圆柱形电池并验证其可行。此结构兼具水平式和卷式电池的特点,因而同时具有比能量高与可靠性高的优点。  本论文的基础研究内容包括铅膏配方、板栅结构和隔板厚度及装配压力等。经研究制定铅膏配方,确定增加正极活性物质微孔结构和导电网络--加入碳纤维作为添加剂0.2%~0.3%(相对与正常含量0.1%提高了一倍以上);提高功率密度和孔率,增大比表面积--含纯硫酸约为60g/kg铅粉(相对于正常含量50g/kg提高了20%)。以上配方的调整取得了较好的试验初始容量和循环寿命,确认采用此铅膏配方。工艺方面,高温固化工艺虽然取得了好的循环寿命测试结果,并且通过X射线衍射的方法证实了其结构的可靠性,但制作的产品的初容量明显低于常温固化产品,所以未被采用。  放射状极板板栅结构通过实际制作电池样品进行了6.5A放电、13A及65A放电性能测试。测试结果证实放射状极板板栅结构不具有性能优势,由此得出放射状极板板栅结构并不适合在VRLA电池设计中进行推广的结论。隔板厚度及装配压力的实验验证了铅酸蓄电池的极间距对其大电流放电性能有着较大的影响。主要表现在同等条件下,隔板越薄,装配压力越大,越有利于电池的高功率放电。即极间距越小,电池的高功率放电性能越好。结合实验过程中出现的问题和生产需要,选择隔板厚度为0.65mm、双包装配压力为40KPa。  最后通过不同放电倍率的实验证实双极性平板电池的高功率放电性能仍比普通电池要好10%左右。而且通过双对数曲线图直观的看出了双极性平板电池的高功率放电优势。在制作双极性圆柱形电池时,由于操作问题而使铅膏和基体未得到充分接触,直接影响了试验结果,但经过分析后认可本项目具有一定的实用价值。
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