儲能用長壽命LL-S閥控式鉛酸蓄電池的開發

3.2 負極板

鉛蓄電池負極活性物質，因反復的充放電循環，使活性物質硫酸鹽化和活性物質晶粒粗大化的表面積降低，導致容量下降。為了防止這一現象，采用在負極活性物質中添加石墨、木素、硫酸鋇等添加劑。這些添加劑按照一定的種類和不同的比例進行添加，對負極板的放電性能、充電接受性能及壽命性能等有很大的影響。

在硫酸鉛內加入石墨，可提高硫酸鉛表面的導電性能，并認為是在石墨表面發生反應。眾所周知，超細晶粒石墨和添加量的增加能提高充電性能。石墨因種類的不同，其物理性能有很大的差異，因此可以認為石墨種類的不同，其效果也不同。

為了對比不同種類的石墨對負極充電性能的影響，表2中列出了用于評價試驗用小型電池的六種石墨對比。蓄電池進行限量充電的循環次數達1000次后，負極板中殘留的硫酸鉛與石墨種類關系的研究結果示于圖7。石墨種類的不同，硫酸鉛的蓄積量也不同，D、E石墨相對傳統使用的石墨A而言，硫酸鉛含量少，負極充電性能好。表2數據無法判斷石墨的物理性能與負極充電性能的關系，石墨晶粒表面官能團量和種類的不同，其效果也不相同。石墨的作用功能目前仍在探討中。

4 新品電池的結構特性

4.1 單體電池

4500次長壽命的LL-S電池的改良內容及目的列于表3。有關電池結構、使用條件的臥式放置、限液、電量管理的充放電控制，目前仍沿襲LL型電池的技術。

新品電池與傳統產品的對比列于表4，產品的外觀照片示于圖8。與傳統的循環壽命3000次的電池相比，電池的尺寸相同，重量約增加了8%，電池的期待壽命增加到4500次，是原來的1.5倍。電池槽材料選用耐藥性、耐透濕性優良的聚丙烯樹脂，端子為螺栓式，在電池蓋上設計有插入成型的鉛合金制極柱套，與端子部位焊接成形，并用環氧膠封口，可防止電解液滲漏的結構。這種電池的推薦充電方法見圖9，單體電池的充電電壓設定為2.42V，采用多階段小電流充電及為防止過充電采用控制充電量的方式進行充電。

新品電池各小時率的放電特性示于圖10。與傳統的LL型電池相比放電性能相同。在70%放電后，以推薦的充電模式進行充電的充放電效率示于圖11。新品電池充放電時的效率約為87%。