阀控式铅酸蓄电池的两种技术途径的特点浅析

1、阀控式铅酸蓄电池的两种技术途径的特点浅析阀控式铅酸蓄电池的两种技术途径的特点浅析龚建富沈阳东北 工业蓄电池公司沈阳026本原理及产品的特点，对于AG电池易出现 的失水干涸热失控等导致寿命提前终止的原因进行了分析。前亩目前我国阀控式密封铅酸蓄电池以下简称 VRLAB大都采用 吸液式AG隔板生产技术以下简称人式，即电池的电解液被吸收包含 在由超细玻璃纤维制成的隔板中。此项技术自90年代初开始由许多厂家引进以来随着对其认识的深化和大童的研究实践，人式无论在制造技术或技术特性上都有了长足的进步，但据国内外报道和用户反 映，A式VRLAB在使用包括充放电循环使用和浮充使用过程中较易 出现电解液干涸热失控

2、早期容量损失等问题，致使电池使用寿命提前终止。在1992年以来的历届国际电信电源会议 1的专锭讨论会上， 美国电信部门对这些问题反应十分强烈。 近年来，有些人士明确指出， 除了材料选择及其纯度问题或因生产过程中控制不严以及充电不当 等人为因素外，人式的这些问题的产生应归因于其近乎自相矛盾的设 计依据，如何克服这矛盾，即平衡A式VRLAB的基本反应与各次级 反应以及充电技术等诸多因素，尚需进行大量研究和试验。沈阳东北 蓄电池股份有限公司正是基于上述考虑，权衡两种途径生产的的特 点，于1997年首家成功地引进了德国0胶体电解质 01eletrolyteVRLAB技术以下简称G式生产型号为0况0的固

3、定型电池0示德国工业标准0取,使中国的制造又增添了项全新的生产技术， 为中国电力电信等系统提供了性能优良可靠的直流电源。以下分别就两种技术途径的基本原理几个备受关注的问钱及 G式VRLAB独有的 特点加以叙述。1技术原理最关键的问题就是要解决电池在充电等过程中其正负 极析出氧气和氢气的问锭。为抑制氢气析出，无论是人式还是0式，所采取的措施都是负板栅采用 8系列合金，提高析氢过电位，使负极 的氢析出极少，而对于电池内氧循环的建立，则完全为两种不同的方 式，采用玻纤隔板的人式8是将电池所需的大部分电解液吸收在具有 孔率吸液性的玻纤隔板内，隔板内要求至少留有相对隔板饱和吸酸量 10左右的孔率，以保证

4、正极析出的氧扩散至铅负极；而式氧循环的 建立是基于电池内的硅凝胶以 02质点作为骨架构成的维多孔网状结 构，它将电池所需的电解液包藏在里面，注入电池内的溶胶经胶凝后， 在初期其结构并不稳定的骨架要进步收缩， 而使凝胶出现裂缝，这些 裂缝贯穿于正负极之间，为氧循环建立了通道，并完成下述反应H2O 从而实现正极析出的氧再化合成水，正由于式的制造技术及电池结构 的不同，因而其特点有别于人式。2电池容置众所周知，0的活物质利用率比富液式的低，常温放 电容量在很大程度上取决于电池中的硫酸电解液含量。式1为保证人01中氧气传输通道，电池必须处于贫液状态。而式18在灌注溶胶时， 由于流动性好，可占据类似于富

5、液电池所占据的空间， 因此0式相对 可容纳更多的酸童，般为A式VRLAB的1.4倍左右，使活物质反应 更加充分，因而电池的容量相应提。3热失控现象VRLAB般在恒压浮充电状态下运行，氧与负极铅 反应及生成物与酸的中和反应均是放热过程， 而且氧的再化合会产生 较大的浮充电流，这都将导致电池的温开，如果电池的散热性差，出 现热量积累，就易导致电池出现热失控。贫液状态的人式由于电解液 量较少，相对热容量小，而且电池紧装配，极群周围存在气体空间热 童向外传导性差，因而易无出现电池内部的热量积累，而 0式。8电 池由于电液董充足，电池内剩余空间较大，极群周围与梢体之间充满 了凝胶电解质，因而有相对大的热

6、容童和散热性，加之采用较低的电 解液密度1.2463,较低的?充电压2.23及浮充电流，因而不易形成 热量积累和热失控。人式电池采用较的电解液密度般为 1.27130以补 偿贫液状态的酸量，加之浮充电压 2.25和浮充电流及其内部的热量 积累共同构成了严重的热失控危险，这直是困扰用户的主要问钱。4干涸现象如上节所述0式具有相对较多的电解液量硫酸电解液 密度低充电电压低浮充电流也小， 所以水损耗也相对较小。已有实验 明，当A式VRLAB的电解液量下降到电池饱和吸酸量的 85以下时， 电池内阻会大幅度提，这样导致电池的温开，又促使水的加速分解， 最终导致电池内电解液的干涸，而使电池失效。5使用寿命

7、众所周知，正极为管式电池具有长使用寿命，目前的 人式仙正负极均为涂裔式，而0式的正极为管式，正板骨架以压铸方 式铸造，具合金晶粒细小，组织致密，具有重力浇铸所不具有的耐腐 蚀性。止匕外，0式所用硫酸密度低，使其正板更具有耐腐蚀性，而且浮充电压低，水损耗小，都使得这种电池更具有长使用寿命的特点综上所述，由于0式的固有特性所导致的种种缺陷，其应用也受 到定的限制，据德国电工协会 0规程01088第10条规定，此种电池 不宜用作重要场合的应急电源。60式8的另些特点6.1抗电解液层化的能力由于阀控密封电池充 电没有大量的气体生成，不存在像富液式电池那样，气体对电解液的 搅拌作用，而易使电解液密度出现

8、上下分层现象，如果出现分层现象 将会在电池上下局部区域形成浓差电池， 具结果导致自放电大正极板 腐蚀和水损耗的加剧，使电池使用情况恶化。 G式VRLAB在定程度 上会避免出现层化现象，其结构阻止了疏酸在充电过程中形成沉降现 象，因此0式可以设计成结构以减少占地面较。6.2良好的充电保持能力实验明，0式电池充足后，开路放置90 天，容量损失矣10在20环境下，放置2年，其容量仍大于50.此外， 0式讯还具有良好的深放电恢复能力，在持续过放电道之用美国的执 沾公司生产的后，经充电，容量可恢复95以上。匚型隔板即为这样的 隔板。我国广东南京及6.3先进的工装及工艺措施采用进口高压压铸 机生产正极骨架

9、，合金晶粒细小，面光亮，耐腐蚀性和机械强度好。关键部件如隔板封合剂排气阀等全部进口， 排气阀由德国生产制 造，其灵敏性均匀性和可靠性高。电池所用的胶体，由进口制胶机生产，从防化院也先后试制出这 种隔板。止匕外，国内外有些单位也在研究补液措施 12及减少水损耗 的装置3,其目的在于不使那些仅仅因为失水而内部结构尚完整无损的人式寿命终止。采用电池化成方式，化成电池充电及容量检放电，全部由计算机 实施控制。电池极柱为德国专利结构极柱，极柱内铜芯面镀有铅锡合金，使 极柱的导电性能大大提高。独特压力套管结构方式及采用进口封合剂 和进口微机控制的封合设备所封合的电池梢盖和极柱， 能有效地防止 极柱的爬酸和

10、漏液。7结束语体的稳定性及用于汽车动力型的胶体的触变性程度也都 需要开展研究44在铅酸蓄电池的发展史上，是个新生事物，无论是 人式还是0式都有待于不断完善。据报道5,在它们各自的设计原理 各种不同反应状态的平衡平衡的结局及至关重要的充电制度对产品 的影响等方面的研究仍是项艰巨的任务。1王秋虹，张捷。阀控式铅蓄电池失效原因及容量恢复。较的电解液密度及浮充电压引起的正极板栅腐蚀失水干涸及热 失控等现象比G式VRLAB要严重得多，致使其使用寿命大大低于设 计寿命，这点几乎已成为共识。国内外有关厂家已经研制并生产富液式的由超细玻纤与有机纤 维复合的隔板即无需像入01隔板那样，保留510孔隙不含酸液作为

11、 气体通2孙成。阀控式铅蓄电池梢壁渗漏水蒸汽及解决方法。 蓄3赵 禹唐。固定型阀控铅酸蓄电池寿命。电源技术，2000 4吴寿松。对胶 体电解质蓄电也认识的深化。第六届全国I铅钙吕办出j铅辞合金直 读光谱标准物质，是由沈阳蓄电池研究所与沈阳治炼厂实用新技术开 发公司合作，同时遨请沈阳有色金属加工厂教授级高级工程师焦福溪 全国标准样品技术委员会有色金属分委会委本项目研究的铅钙合金 直读光谱标准物质，设计合理，制备工艺先进，不仅能分析锡秘银， 而且成功地加进了元素铝和甸，且各分析元素有着较好的均匀性，定 值准确可靠，光谱曲线点子稳定，成线性好，达到了国内外同类标准 物质的先进水平。目前此套标准物质运用于沈阳蓄电池