超级铅酸电池工艺研究.pdf

船电故应用研究
Vol.36No.22016.2
超级铅酸电池工艺研究
梅魁主,李维俊,王志文
(武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064)
摘要:研究了在超级铅酸电池负极中添加炭材料时,不同的添加方式对超级铅酸电池容量的影响,实验
结果表明,以背体的形式添加的炭材料的超级铅酸电池容量效果最好。
关键词:超级铅酸电池炭材料容量工艺
中图分类号:TM912
文献标识码:A
文章编号:1003-4862(2016)02-0004-04
Study on Lead-acid Super Battery Technology
Mei Kuizhu, Li Weijun, Wang Zhiwen
(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)
Abstract: The effects of different adding methods on the capacity of lead-acid super batteries are studied
Experimental results show that the added carbon materials in the form of a paste of the lead-acid super
battery capacity effect are the best
Keywords: lead-acid super battery, carbon materials; capacity, technology
料的不同加入方式对电池性能的影响
蓄电池具有较高的比能量,超级电容器具有1实验电池的制备
很高的比功率,二者结合起来互相取长补短,做
实验用铅酸蓄电池额定电压2V,10h率额定
成超级电池。由于铅酸电池与超级电容器的正容量10.000Ah。本实验主要制作了四类电池:1)
极相同,因此这两个电极通过内部的并联就能够负极铅膏中不加炭的原样电池,2)负极铅膏中加
结成一体,成为一个统一的正极。而组合后的负入炭粉的炭粉电池,3)负极铅音中加入炭膏的炭
极则由个超级电容电极和一个铅酸负极构成。
膏电池,4)极群中并联炭板的炭板电池。实验方
第二代超级铅酸电池将高比表面的炭材料掺入铅法参照国标和企标。
负极,发挥高比表面炭材料的高导电性,并且对1.1原样电池的制备
铅基活性物质起到分散作用,提高铅基活性物质
将合好的正负极用铅膏分別涂在对应的正极
的利用率,同时能抑制硫酸铅晶体的长大和失活。铅板栅和负极镀铅铜网上,涂板时应尽量控制涂
高比表面炭材料在高功率充放电和脉冲放电时可膏量,以便保持实验电池的均衡性。然后在固化
提供双电层电容,减弱大电流对负极的破坏。而千燥室中固化48b、干燥24h,干燥结東后正负
且可以使铅负极内部有多孔结构,这有利于高功极生干板一起化成,耗时24h,最后再干燥24h
率充放电的时候电解液离子的快速迁移。但在第便可以装配。极群焊接前正极板要套袋子,负极
代超级电池中,由于活性炭的加入,铅膏自身板要包膜,正负极板都要称重并搭配好。原样电
的结合力随之减弱,当活性炭含量大于2%时,池的制备工艺流程图见图1
如果不加入粘合剂,将会造成极板强度低,活性1.2炭粉电池的制备
炭容易析出、脱落等问题。本实验研究了炭材
炭粉电池的制备工艺与原样电池的制备工艺
基本相同,唯一的区别是合音时在加入铅粉的同
收稿日期
5-09-16
时加入一定比例的炭粉。炭粉电池的制备工艺流
作者简介:梅魁主(1984),男,工程师。研究方向:化程图见图2
学电源
万方数据
Vol.36No.22016.2
船史技本应用研究
1.3炭膏电池的制备
2不同类型电池容量实验结果及讨论
将活性炭、导电剂、粘结剂按计划的比例加
入搅拌器中,加入除离子水搅拌至膏状即炭肯。
将完全充电的蓄电池在(25土5)℃环境中静
然后开始合铅膏,当铅膏合膏结束前(10-15
置(1-24)h后,分別按表1中的恒定电流连续放
min加入炭膏,混合均匀,即得到含有炭膏的铅
电,直全电池端电压降至表1中相应的终止电压时
膏。然后同原样电池的制备工艺流程一样,涂板、
停止实验,按公式(1)计算超级铅酸电池容量如
固化干燥、化成千燥、正极板套袋子、负极板包
表2,其折线图如图5。
膜、裝配。炭膏电池的制备工艺流程图见图3。
(1)
1+k(-25)
铅粉
合正极铅晉
涂正极板
式中:C一换算为25℃时的容量(Ah):
铅板栅
1一放电开始至放电终止时的平均温度(℃C)
固化干燥
铅粉
合负极铅膏
C,一平均温度为t℃时的容量(Ah)
涂极板
化成
镀铅铜网
k一温度系数,50h率、20h率、10h率时,k=-0.006
正极板套袋
装配
5h率、3h率、2h率时,k=0.008:1h率时,k=0.01。
干燥
负极板包膜
图1、图2、图3、图4描绘了不同工艺方法
图1原样电池制备流程图
制备的电池,其容量数据如表2,对应的折线图
如图5,由图5可以看出,原样及其超级铅酸电
铅粉
合正极铅晉
涂正极板
池容量一般都超过其额定容量。
铅板栅
铅粉
固化干燥
铅粉合正极铅香
台负极铅
涂正极板
炭粉
镀铅铜网
涂负极板」化成
铅板棡
铝粉
?固化干燥
合负极铅膏
正极板套袋
装配
合荧膏
干燥
涂负极板化成
镀铅铜网
负极板包膜
镄铅铜网
正极板套袋
装配
干燥
图2炭粉电池制备流程图
涂炭板
负极板包膜
干燥
铅粉
正极铅
涂正极板
图4炭板电池制备流程图
铅板襦
比较其他三种工艺制备的超级电池,可以看
固化干燥
炭膏
合宾极铅膏
出,炭粉电池在大电流放电时容量比较高,但在
涂负极板
铅粉
铅铜网
化成
5时率循环放电时,容量下降很快,分析其原因
正极板套袋
装配
为,大电流放电时,炭材料起到了一定的作用,
干燥
负极板包膜
但由于加入的是炭粉,没有黏结剂,循环到一定
图3炭膏电池制备流程图
周期后,炭材料变松甚至脱落,进而导致活性物
4炭板电池的制备
质脱落,使容量下降。
将活性炭、导电剂、粘结剂按计划的比例加
炭膏电池容量稳定,大电流放电效果好,加
入搅拌器中,加入除离子水搅拌至膏状即炭膏,
入的黏结剂避免了炭及活性物质的脱落,有效提
然后把炭膏涂在镀铅铜网上,干燥形成炭板。炭高了电池的容量和寿命。
板电池的制备工艺与原样电池的基本相同,唯
炭板电池的容量一开始就偏低,这是因为用
的区别是在电池装配时用一片或几片炭板代替负
炭板代替铅负极板后,电池虽然能进行