荷贝克蓄电池GFMJ-2V350 绿色能源存储*

    荷贝克蓄电池GFMJ-2V350 绿色能源存储*

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鑫盛达(山东)电源有限公司


荷贝克蓄电池失效的主要原因和分析


荷贝克蓄电池失效可能有多种原因造成的,例如硫化、失水、热失控、活性物质脱落、较板软化等等,接下来将一一为大家介绍和分析。


1.硫化


荷贝克蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程,放电时,生成硫酸铅,充电时硫酸铅还原为氧化铅。这个电化学反应过程正常情况下是循环可逆的,但硫酸铅是一种容易结晶的盐化物,当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时,就会抱成团,结成小晶体,这些小晶体再吸引周围的硫酸铅,就象滚雪球一样形成大的惰性结晶,这就破坏了原本可逆的循环,导致硫酸铅部分不可逆。结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅,还会吸附在栅板上,造成了栅板工作面积下降,荷贝克蓄电池发热失水,荷贝克蓄电池容量下降,这一现象叫硫化,也就是常说的老化。硫化还会导致短路、活性物质松弛脱落、栅板变形断裂等并发症。


只要是荷贝克蓄电池,在使用的过程中都会硫化,但其它领域的铅酸电蓄池却比电动自行车上使用的荷贝克蓄电池有着更长的寿命,这是因为电动车的荷贝克蓄电池有着一个更容易硫化的工作环境。与汽车用启动电池不同,汽车电池点火放电后,电池始终处于浮充状态,放电形成的硫酸铅很快又被转化为氧化铅,而电动车放电时,不可能同时进行充电,这就造成硫酸铅大量堆集,如果深放电,这时硫酸铅浓度更高,而且电动车骑行后很难有条件及时充电,放电形成的硫酸铅不能及时充电转化为氧化铅,就会形成结晶。所以,循环寿命,根据放电深度不同而差别很大,放电深度越深,循环次数越少,放电深度越浅,循环次数越多,根据试验结果放电深渡与循环次数联系如下表:


一些荷贝克蓄电池在做70%的1C充电和60%的2C放电中,由于采用连续大电流循环,破坏了电池生成大硫酸铅结晶的条件,所以可能看不到荷贝克蓄电池硫化对电池的破坏。如果试验中途停顿,荷贝克蓄电池硫化的问题就会显现。由于电池重量大,一些用户经常采取电池经过多次使用放完电才再次充电,这样电池放电以后没有及时充电,荷贝克蓄电池硫化就比较严重。另外,荷贝克蓄电池的硫酸比重比较高,也是荷贝克蓄电池硫化的重要因素。而荷贝克蓄电池硫化,破坏了负极板氧循环的能力,形成加速失水。这样,荷贝克蓄电池的硫酸比重更加高,导致更加容易导致荷贝克蓄电池硫化。所以,荷贝克蓄电池硫化的程度可能不同,但是对荷贝克蓄电池的寿命影响却是普遍的。


2.失水


密封荷贝克蓄电池的较基本原理之一就是正极板析氧以后,氧气直接到负极板与负极板的析氢还原为水,考核荷贝克蓄电池这个技术指标的参数叫做密封反应效率,这种现象叫做氧循环。这样,荷贝克蓄电池的失水很少,实现了免维护,就是免加水。但密封荷贝克蓄电池的这种氧循环在电动自行车上却被破坏,导致电池大量失水。


为了满足电池在8小时以内充满电,所以在三段式恒压限流充电中,如36伏充电器的恒压为44.4伏,3个单体电池共有18个单格,折合单格电压就为2.466V。这样,大大**过电池正极板析氧电压的2.35V和负极板析氢电压的2.42V。一些充电器制造商的产品为了降低充电时间的指示,提高了恒压转浮充的电流.


荷贝克蓄电池的较板常用添加剂及作用


添加剂是荷贝克蓄电池的重要成分,对蓄电池的性能有着重要的影响,加入荷贝克蓄电池中的添加剂一般分为:较板添加剂和电解液添加剂,较板添加剂在和膏时加入,对负极板来讲,主要作用是抗收缩,又称为膨胀剂;对正极板来讲,主要增加较板的强度,防止软化、脱落和增加导电性等。电解液添加剂在电解液配制时加入,主要作用是增加电池的充放电性能和减缓板栅腐蚀等。本文主要谈论较板添加剂。


电池较板


//2常见添加剂//


2.1短纤维


2.1.1种类和特性


短纤维根据使用材料不同,一般分为聚酯纤维(涤纶材料),PP纤维(丙纶材料)和聚丙烯腈纤维(腈纶材料),不同的材料具有不同的性质,对较板添加剂中使用的短纤维除纤维直径、长度外,在70℃酸中的耐酸性以及在酸中分散性(是否沉降)对较板的性能都有影响。


2.1.2作用


正、负铅膏中都使用,其主要作用:增加活性物质的机械强度,防*落,从而提高循环性能,有些文献报道,少量添加时有利于H2SO4向电极内部扩散,可以提高正极板的孔率,提高初容量;但加入量多时初容量无利。


2.2碳素材料


2.2.1种类和特性


碳素材料有:乙炔黑(炭黑)、**导电炭黑、碳纤维、石墨。乙炔黑是一种纳米材料,具有高分散性,石墨具有层状结构,碳纤维直径为0.1—1.0μm,其电阻与PbO2基本相同。碳纤维的较大特点是纤维细长,加入铅膏不降低其表现密度,容易被氧化,化成时损失一半。


2.2.2作用


这几种物质都能提高活性物质的利用率以及低温大电流放电性能,但各有特点:添加各向异性石墨,在正极化成时受到阳极氧化,硫酸浸入石墨的层与层之间,化成后,活性物质的毛细孔增加了,这种大孔径的微孔作用向较板内部供应电解液,从而提高活性物质的利用率。杨乘英等[2]研究发现:加入高纯石墨有以下作用:①提高电极的孔率和润湿性能,能提高正极活性物质的利用率和容量;②减少内阻,提高导电性;③加入石墨使正极的自放电增加,必须注意石墨中杂质的含量,以不同产地进行对比选择。张玉峰等[1]研究发现在正极板中加入—定量的碳纤维,活性物质利用率提高9%,低温放电性能提高50%,使用石墨可能导致过度膨胀,使活性物质脱落。朱松然[3]等研究发现在负极中增加碳的含量可以提高电池容量和充电接受能力,但会降低氢析出的过电位10~20mV。


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