鉛酸蓄電池-電動車鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)及工藝探析_研究報告

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2010-2015年中國模件鑄造產(chǎn)業(yè)競爭態(tài)勢及投資分析

【出版日期】 2010年12月【報告頁碼】 350頁【圖表數(shù)量】 150個

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【出版日期】 2010年12月【報告頁碼】 350頁【圖表數(shù)量】 150個

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【出版日期】 2010年12月【報告頁碼】 350頁【圖表數(shù)量】 150個

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【出版日期】 2010年11月【報告頁碼】 350頁【圖表數(shù)量】 150個【

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電動助力自行車大量普及的今天，人們都希望其動力源蓄電池組的性能優(yōu)良，而同等價格，同樣重量的電池組相比較放電能力越強的越受到人們的歡迎，因此，在生產(chǎn)原材料基本一致的情況下，既要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又要在提高電池放電能力的基礎(chǔ)上不增加生產(chǎn)成本，那么也只有在產(chǎn)品的內(nèi)部加以改進和提高，無論是產(chǎn)品設(shè)計還是工藝技術(shù)參數(shù)都要改進，我們著重做了以下幾個方面的工作，改革了板柵結(jié)構(gòu)和電池防塵蓋，研究并使用了耐低溫配方探討了幾種常用鉛合金的性能，并用最佳的鉛合金制造電池，較好的提高了整體電池的性能。

　　1、蓄電池結(jié)構(gòu)

　　只有優(yōu)良的電池極板而沒有合理的電池結(jié)構(gòu)也同樣制造不出高質(zhì)量的蓄電池，現(xiàn)有的絕大多數(shù)型號的電動車用蓄電池組都存在一個明顯的缺欠，既電池殼蓋上的注液孔設(shè)計不合理，根據(jù)廣大維修人員的反饋和我們的檢查情況來看，電池組在使用半年左右就明顯的出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，(特別是鉛銻--鎘板柵制造的電池更是嚴重)。當加水補液時卻發(fā)現(xiàn)注液孔設(shè)計的很不方便，孔徑太小，注液困難，稍不注意就會有硫酸反噴出來，很危險，既容易傷人，又容易腐蝕設(shè)備，所以，建議將孔徑放大，改變成既能利于排氣又利于注液又不滲漏，我們借鑒起動型免維護蓄電池的密封閥進行了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計，取得了很好的效果，非常成功，其次電池防塵殼蓋的設(shè)計也應(yīng)該加以改進，它完全可以設(shè)計成凹凸卡槽式，裝拆都方便，盡量避免使用化學(xué)粘接劑，免除化學(xué)污染而且省工省力，比如有些廠家生產(chǎn)的抽拉式防塵蓋就很有創(chuàng)新，這種環(huán)保意識很強的設(shè)計理念正是我們都應(yīng)該學(xué)習(xí)的。

　　從目前國家蓄電池質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的電動車電池的壽命實驗檢查情況來看，(當然，還有從社會上回收的電動車電池的解剖)，絕大部分壞掉的電池反應(yīng)出三個主要問題；一是占用一多半以上的電池都已干枯或嚴重缺水；二是個別電池的陽板極板部分活性物質(zhì)脫落而導(dǎo)致短路使電池失��；三是正、負極板完好，但是卻放不出電來，這種情況很有可能是充電方法不正確從而導(dǎo)致電池失效的，其它個別的還有極柱旁滲酸的最終燒斷導(dǎo)線等等，這些問題其實并不難解決，如果嚴格控制極板合金的特種元素的使用，就可以將充電末期的水的電解降到最低值，從而保證極少失水，而滿足電池做工，如果嚴格控制高質(zhì)量的極板的固化工藝，就可以保證活性物質(zhì)的牢固性，而不發(fā)生脫落，至于充電方法，電動助力車用蓄電池就是一個特例，很有必要制定一套全新的充電、放電方法，力爭使每一個消費者和工作人員都懂得，此種電池只有將80%以上的電量全放出來再充電才是較好的充電方法，更有利于電池的長壽命使用。

　　我們?yōu)榱烁M一步的提高電池的放電能力，針對6--DZM--10型電池進行了板柵的改革，如示意圖1所示，在板柵的整體結(jié)構(gòu)上，除了保持原有的縱向筋條外，還增加了一些縱向筋條，而將原有的橫向筋條減少了一半，板柵的外形尺寸不變，這一結(jié)構(gòu)的變化經(jīng)過多次容量實驗檢查，放電容量有了約8%以上的提高，同時發(fā)現(xiàn)在負極板中配合使用低溫性能良好的鉛膏配方，使電池的低溫性能有了很大的飛越。另一方面，由于電動助力車用電池組的極板都是緊裝配的，極群處于封閉擠壓狀態(tài)，所以減薄極板而增加極板的片數(shù)也是提高放電能力的一個有效的途經(jīng)，這在今后的工藝改革中是我們首選的重點。

　　2、鉛合金的選擇

　　目前，用于制造電動助力車用鉛酸蓄電池的合金大多數(shù)都在使用以下幾種鉛合金，它們分別是鉛銻隔系列和鉛鈣錫系列，還有一少部分在使用還原鉛來制造極板，總之，從電池特性和使用要求方面來分析，最適合于此種電池制造的鉛合金還是鉛鈣系列，當然，如果鉛銻系列合金中銻的含量如果低于1、5%以下時，也是可以的，這兩套系列合金都有著很好的性能，非常適合免維護蓄電池的制造，若使用鉛鈣系列合金，它的耐蝕能力保水能力還是不錯的，雖然有一些缺點，比如鈣元素的燒損，鑄造廢品率高等等，但是它的優(yōu)點確遠大于它的缺點，我們?nèi)匀恢鲝埵褂勉U鈣多元合金來制造電池極板，多年的經(jīng)驗告訴我們，它有良好的機械性能，優(yōu)良的導(dǎo)電性和耐蝕性，仍然是用來制造電池的優(yōu)良合金。我們建議最好不采用普通的鉛銻合金來制造電池板柵，它會造成電池失水干枯的嚴重的惡果，除非銻含量小于1、5%以下，否則不能使用，因為在鉛基體中銻元素一但超過一個特定值約2、8%時，勢必會發(fā)生很強的電解水而析出氫，氧氣，并隨著充電末期電壓的升高，而發(fā)生更大程度上的電解水過程，如果再經(jīng)過反復(fù)的幾十次乃至上百次的循環(huán)充、放電，電池內(nèi)部的電解液就所省無幾了，這個問題應(yīng)該高度重視，盡可能的避免或不使用鉛銻合金。我們要認識到電動助力車用蓄電池的合金，其使用要求是很嚴格的，它一定要保證電池在充電末期的失水率非常小，同時又必須具有良好的導(dǎo)電性，耐蝕性和抗張強度及硬度，只有這種合金，才是制造精品電池的基本保證，如果忽略了這一主要環(huán)節(jié)或者用其它用途的合金隨便替代都將是致命的錯誤，總之，盡可能的采用有易于降低生產(chǎn)成本，又不損害電池的鉛合金來造電池是未來的主方向，一種用來生產(chǎn)電池性能穩(wěn)定的不污染環(huán)境的不傷害人類身體健康的鉛合金是我們大力提倡的。

　　3、蓄電池的低溫放電能力

　　我國地域遼闊，特別是東北地區(qū)一年中有近5個月的時間在寒冷的季節(jié)里度過的，在這種環(huán)境下使用，一個不可忽視的問題電池組的低溫放電能力，人們采用了多種方法來提高此種性能，常用的有在負極板中定量的加入一些木素，碳黑，腐植酸等等，這些添加劑的加入在一定程度上改善了電池的低溫放電能力，但是還不理想，我們參考了有關(guān)長興電子電源研究所的周龍瑞等先生的文章，在電池的結(jié)構(gòu)和電解液添加劑等方面都做了探索，我們將板柵的橫向小筋條減小到只有原來數(shù)量的一半,就保證了活性物質(zhì)鉛膏的增加,為低溫放電也打下了良好的基礎(chǔ),其次,在電解液中調(diào)配了適當?shù)挠欣诮档捅c的化學(xué)試劑,如磷酸鹽等無機鹽類,并在實驗電池的負極板中加入了特種拷膠x(分幾個不同的成分加入),使用這種改進的電池組我們在室外的實際道路上和室內(nèi)試驗臺同時進行，當氣溫保持在-12℃以下，室外路程為30公里保持車速中速行駛，進行30次往復(fù)行駛，以車上電壓指示燈最末一綠燈亮起為止，此時電池組的電壓大約為30、5伏左右且明顯感覺車已無力向前沖為一個循環(huán)，計好時間，在30次的運行中新研制的電池組每次都超過2小時的運行時間，最好的兩次運行時間超出2小時18分，強調(diào)一點，每次充電時都要保持電池組的環(huán)境溫度大于18度，以保證充足電量。在對比另兩組普通末加以改造的電池，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們的放電能力多在1、3-1、5小時之間，試驗臺上的倆組改進的電池以5安培電流放電循環(huán)320次全部合格。

　　4、電池組的充電，放電方法

　　一組組裝良好的電池若是沒有正確的使用和維護也是很難長壽命的，電動助力車用電池組的充電、放電方法就更為重要了，再次強調(diào)每次充足電量以后一旦開始行駛，不到最后一個綠燈亮起時不要再充電，這一點非常關(guān)鍵，他既保證了電池內(nèi)部到表層的絕大多數(shù)活性物質(zhì)都參與了電化學(xué)反映，使電池始終保持一種高容量放電狀態(tài)，平常充電末期時一定保證在浮充狀態(tài)即綠燈亮起時還要繼續(xù)充2-3小時，以保證充足電量，冬天還要增加時間，要是有特殊情況比如電池組電量已用了一部分，又要立刻長路程使用，那只好立即充電就是了，但是這種突發(fā)事件，一兩回還可以，決不可經(jīng)常采用，正確的使用了充、放電方法，你的電池組就有長壽命使用的根本保證。

　　5、結(jié)論

　　上述的幾種改進有利于電池的高容量放電和長壽命使用，正確的應(yīng)用充電、放電方法更是重要的，迫不得已的情況下，可在專業(yè)人員的幫助下補充電解液，適當?shù)販p薄極板即可提高放電容量又可降低材料使用，加大力度改進電池的設(shè)計，力爭在不久的將來，一種更環(huán)保，少失水不漏液的高容量的電池被人們制造出來。

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電動車鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)及工藝探析