提高鉛酸蓄電池循環壽命的研究

近年來,隨著歐美等老牌電池生產企業巨大的成本壓力及國際鉛價的持續上漲,使得這些國際知名的公司都紛紛在中國建廠，或者干脆在中國購買電池進行貼牌銷售。這種趨勢在帶給國內企業可觀利潤的同時，也因國內部分企業的產品質量問題給自身帶來了毀滅性的打擊。而國內部分企業電池產品質量與國外知名企業的顯著差別，主要就是電池使用壽命尤其是循環使用壽命達不到要求。

鉛酸蓄電池的壽命終止多因容量不足，而對于蓄電池來說，其循環壽命更是其眾多指標中的關鍵指標。對于閥控鉛酸蓄電池,延長電池循環壽命的公認措施是鉛膏配方中增加長效添加劑、采用高錫低鈣合金、極板高溫固化、提高裝配壓力等等。

但即使全部采取以上措施,生產出的電池壽命也不一定能達到國外電池壽命的水平。尤其是隨著成本壓力的增加,很多國內中小企業為了降低生產成本,提高電池的大電流放電性能,不斷地降低電池的極板厚度和增加電解液的比重,這對于電池的整體性能,尤其是循環性能來說無疑是殺雞取卵的方法。

本項目的研究重點即是在上述各項延長電池循環壽命的措施都采取的情況下,重點研究電池正負極板厚度、電解液比重和不同充電條件對電池初期容量、國標循環壽命和1h率100%DOD循環壽命的影響。

1 試驗內容

針對以上研究內容,采用兩種極板厚度的電池結構,配合4種電解液比重,制作12V、7Ah電池以進行各項性能試驗。

1.1 電池制造

電池制造采用3正4負(正極板厚度為3.6mm)、4正5負(正極板厚度為2.8mm)兩種結構裝配，鉛膏配方為今星光公司長壽命鉛膏配方，極板為槽化成工藝生產，電池裝配后分別加1.27、1.29、1.31、1.33四種比重電解液，加酸量控制單體內有效酸量均相同。電池按照工藝初充電完成后測試電池重量和內阻，兩種結構電池的重量分別約為2.60kg和2.45kg，內阻分別約為19mΩ和17mΩ。之后分別測試各類電池的初期容量和兩種循環壽命，為清楚表示各類正交試驗電池的特點和試驗項目，各類電池正交試驗情況如表1所示。

1.2 初期性能測試

表1中的各類電池制作完成后，分別測試各類電池20h和3C容量，作為電池初期容量進行比較考核。

1.3 國標循環壽命

電池經過初期容量測試合格后,按照小型閥控密封式鉛酸蓄電池國家標準(標準代號為GB/T 196391.1-2005)5.18壽命試驗方法測試表1中6類電池的壽命。

1.4 恒流限壓(LV)壽命試驗

根據各類電池的兩項試驗情況,采用不同的恒流限壓充電方法測試表1中4類電池的1h率放電100%DOD循環壽命。

1.5 電池解剖分析

將上一試驗步驟中壽命終止的電池解剖,采用化學方法分析正負極活性物質含量、負極硫酸鉛含量以及酸比重等,并確定電池壽命終止的原因。