提高电动车用铅酸蓄电池循环寿命的探讨-淄博金科力电源有限VIP免费

提高电动车用铅酸蓄电池循环寿命的探讨作者:杨竞摘要：简要介绍了影响小型电动车用铅酸蓄电池循环寿命的主要因素，探讨了提高电池深循环性能延长使用寿命采取的主要技术措施，如板栅合金的组合，和膏，固化工艺参数的控制，负极有机添加剂的选择以及正负极板的配组方式等，通过改进，取得了较为满意的效果。关键词：板栅合金、和膏及固化工艺、负极添加剂、正负极板组合1、前言电动车作为一种绿色的交通工具，已经在近几年形成了新兴的产业。以高尔夫球车，观光游览车，仓库堆高车等为代表的小型电动车辆的发展迅速，与之配套的电动车用铅酸蓄电池的保有量及市场需求量也在不断扩大，因此倍受业内同行的关注。电池是电动车辆的关键部件，由于车辆放置电池的空间有限，对电池的比能要求较高，所以小型电动车辆使用的蓄电池通常采用涂膏式正负极板设计。这类电池的代表性产品是额定电压为：6V，额定容量为：170—210Ah（5h率）的高尔夫球车电池。（以下简称动力型电池）这种电池的关键指标是深循环放电寿命，在80%DOD条件下循环次数应≥400次，以保证电池的实际使用寿命达到1.5年—2年以上。本文介绍了影响动力型电池寿命的主要因素，探讨了提高其深循环性能及寿命的主要措施。2、影响动力型电池寿命的主要因素2.1正极板栅的腐蚀变形电池在长时间的深充放电循环下，由于正极板栅遭受腐蚀，板栅尺寸线性增大，筋条及边框发生伸长变形甚至断裂而造成短路。解剖寿命终止的电池可以看到，由于极板两侧拉伸变形甚至出现不规则的断裂穿透隔板，极板上部膨胀到汇流排而造成电池单体短路的现象。理论与实践证明板栅的腐蚀与变形是导致深循环电池寿命缩短的重要原因之一，因此动力型电池的板栅合金在电化学性能上要有较小的腐蚀速率和非晶间腐蚀，而且在机械力学性能上应具有适当的硬度，强度和抗蠕变性。2.2正极活性物质的软化脱落在充放电循环过程中，PbO2与PbSO4相互转化，活性物质的体积将发生变化，而且随着循环次数的增加而加大变化量。在生极板中4BS对极板活性物质的强度起着重要作用，和膏及固化工艺控制不当，4BS的含量低于60%，极板活物质强度差，易软化脱落，降低了电池的使用寿命。2.3负极添加剂的析出在快速充电及过充电状态下，电池温度达到60℃以上，负极板在高温的电解液中，由于有机膨胀剂的可溶性，使其过早的从负极中析出，在电池注液口中可明显的观察到电解液发红的现象，有机添加剂的损失使电池的负极性能劣化。3、提高循环寿命的探讨3.1板栅合金的选择关于深循环电池用板栅合金的选择已有许多文献报导，主要的组合方式由表一所示。表一正负板栅合金的组合方式作为动力型电池的板栅材料，以上三种组合的板栅合金，其循环寿命的优劣倾向为C>B>A。一般认为采用A类组合的Pb-Ca正板栅，活性物质界面将出现腐蚀层纯化的大电阻绝缘性膜层，为防止纯化的产生，一般采用添加Sn的方法，即高Sn低Ca合金，这种合金用于阀控密封贫液式电池的正板栅较为合适，其水损耗最低，检测数据为1.5—2.5g/Ah，但Pb-Ca合金的机械强度，抗蠕变性能，深充放电性能（无锑效应的存在）仍低于Pb-Sb合金，由于小型电动车电池采用富液式设计，可以定期补水维护，因此应采用Pb-Sb多元合金，以选用B类组合的合金最优，即能有效地提高深循环性能又能达到失水量相对减少的目的，合金的组份为：正板栅合金：Pb+Sb(1.8-2%)+As(0.1-0.2)+Sn(0.2-0.5)+Se(0.02-0.04)+Cu(0.03-0.04)，负板栅合金：Pb+Ca(0.06-0.1)+Ai(0.02-0.04%)。另椐有关文献介绍Pb-Sb合金含有一定量的Cu，对合金晶粒大小及组成有着重要的影响，若将这种合金在一定的温度下进行时效处理，可得到无晶粒碎块的再结晶晶粒，这种晶粒组织结构对减少蠕变速率更为有利。经过多次试验得出结果，选择将Pb-Sb六元合金正板栅在温度80±5℃的环境中热处理10—12小时然后在室温状态下自然时效3—5天，对改善正板栅的变形及裂纹，提高电池寿命有明显的效果。3.2和膏及固化工艺的控制和膏的温度控制以及生极板的固化条件对深循环电池的寿命有着十分重要的作用，必须给予足够的重视。众所周知，生极板的主要成份是3BS及4BS。3BS含量高，具有较细的骨架结构，化...