基于马斯定律优化VRLA电池快充参数

分析阀控式铅酸(VRLA)电池充电时遵循的马斯定律,提出在充电过程中加入负脉冲放电去极化,减少过电势,既能提高电池初始充电可接受电流,又能提高充电可接受率的脉冲快速充电方法。制作用于12 V/20 Ah以下VRLA电池的脉冲快速充电电路,通过多次充电实验,确定具体的充电阶段和优化的充电参数。VRLA电池脉冲快速充电电路通过第一阶段较大电流恒流充电,在较短的时间内尽量充入较多的电量,第二阶段优化充电参数的脉冲循环快速充电,可减小电池的浓差极化,充电效率大为提高,从而达到快速、无损充电的目的。

VRLA电池正极失效机理研究

通过对循环失效电池的解剖研究,发现造成电池失效的主要原因是正极活性物质软化与脱落。通过对失效电池正极板的X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析,表明:①随着循环的进行,β PbO2的颗粒尺寸逐渐变大,隔板失去弹性,正极板厚度逐渐增加,活性物质颗粒间的接触效果变差,电阻增加,最终导致电池容量的衰减和寿命终结;②大电流充电有利于形成更紧凑的正极活性物质骨架,对正极活性物质表面的结构有影响,有利于延长电池的循环寿命。

深循环用VRLA电池正极铅膏研究

通过对不同阀控铅酸电池正极铅膏的研究,发现降低活性物质利用率和提高充电效率是提高电池循环寿命的有效途径,不同H2SO4、H2O、PbO比例的正极铅膏配方对循环寿命无明显影响。通过XRD、SEM分析,发现添加剂A和B的加入未改变电池正极活性物质的结构和形貌。加入添加剂A,电池充电效率提高,加入添加剂B,电池极板孔率降低。

VRLA电池作为核电厂1E级蓄电池可行性探讨

核电厂采用1E级蓄电池为富液式铅酸蓄电池,而富液式蓄电池无法同时满足三代非能动核电站大电流和长时间放电性能要求。通过富液式铅酸蓄电池和阀控式铅酸蓄电池性能对比,结合核电厂1E级蓄电池的使用工况,从电池综合性能及安全性角度探讨了阀控式铅酸蓄电池作为核电厂1E级蓄电池可行性。

VRLA电池NGBC现象及其机理

负极汇流排腐蚀及脱落 (NGBC :NegativeGroupBarCorrosion)是造成VRLA电池失效的一个重要原因。本文阐述了负极汇流排腐蚀及脱落的电化学机理 ,通过对机理的研究证明 :提高焊接区域的质量 [包括使用铸焊 (COS)

胶体VRLA电池中的氧传输

阀控式铅酸(VRLA)蓄电池中氧传输过程可分两种:水平传输和垂直传输。在对胶体VRLA电池的研究中发现:电解液饱和度对氧传输方式有着重要影响,当饱和度高于91 5%时,传输方式以垂直传输方式为主;当饱和度低于91 5%时,以水平传输为主。与AGM隔板VRLA电池相比,胶体VRLA电池更有利于氧的水平传输。

VRLA电池的早期容量损失述评

归纳了VRLA电池早期容量损失(PCL)现象的失效模式,对VRLA电池的PCL研究进展进行了分析,介绍了凝胶 晶体结构、球聚集模型、阻挡能层模型3种理论。提出了预防和恢复PCL,提高电池深循环寿命的方法。

在部分荷电和深度放电状态下应用的动力VRLA电池脉冲充电技术

针对动力用阀控式密封铅酸(VRLA)电池的使用特点,在研究其充电机理的基础上采用了新型的脉冲充电技术,设计和制作了智能脉冲充电器,实现了正、负交替的脉冲充电。在部分荷电状态(PSOC)下采用不同的充电模式,进行了100%放电深度的对比试验,同时对失效单体电池进行了容量恢复实验。实验中运用表面电子显微镜(SEM)等物理测试手段对电池电极的形貌结构和正、负极电位进行了测量和分析。实验结果表明,脉冲充电方式提高了活性物质与界面的电导及机械强度,抑制了非活性的硫酸铅的形成,从而有效提高了电池的循环寿命。

VRLA电池钯催化剂的化学镀法制备

采用化学镀法制备了VRLA电池钯催化剂Pd/Al2O3,用称重法分析镀液组成对钯沉积速度的影响,并检测了镀层与基体的结合力;在VRLA电池中测试了催化剂Pd/Al2O3的活性。Pd/Al2O3的最佳组成和操作条件为PdCl2∶2g/L,pH=9 8,温度:70℃,稳定剂∶0 055g/L。

磷酸作为VRLA电池电解液的添加剂

对磷酸作为VRLA电池电解液添加剂进行了初期容量和循环寿命试验研究。电解液中磷酸的添加,影响了电池正极的电极电位,从而影响了电池的放电容量;电解液中添加1 0%磷酸的电池的初期容量要比未添加磷酸的初期容量低19%左右,且随着磷酸添加量的增加,初期容量下降更多;放电电流越大,磷酸添加剂的影响越明显;电解液中磷酸的添加改善了电池的深循环寿命。电解液中添加1 0%磷酸的电池的循环寿命要比未添加磷酸的循环寿命提高30%左右。

铅-稀土合金在VRLA电池中的应用

采用线性电位扫描法(LSV)、交流伏安法(ACV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(i^t曲线)和俄歇电子能谱(AES)等方法研究了铅-稀土合金在硫酸溶液中的阳极行为。实验结果表明,一些稀土元素,如Sm,Gd,Tb等可显著抑制阳极Pb(Ⅱ)腐蚀膜的生长和降低阳极腐蚀膜的阻抗。将铅-稀土合金和Pb-Ca-Sn合金作为正极板栅制备成2 V-200 Ah和12 V-12 Ah的VRLA电池。其电性能测试结果表明,以铅-稀土合金作为正极板栅的电池的浮充寿命和循环充放寿命显著优于Pb-Ca-Sn合金板栅的。

VRLA电池的AGM隔板和氧传输(1)

VRLA电池实现了内部氧循环,电池可以密闭。充电时,正极产生的氧能通过具有良好传输性能的AGM隔板到达负极,与活性物质发生反应,被还原成水,这过程被称为氧再化合作用或密闭氧循环过程。这个反应过程,要求AGM隔板有良好的孔隙结构和高的孔隙率;AGM隔板的孔隙与负极活性物质的孔隙应当互相匹配;AGM隔板要有良好的耐酸性和弹性等。氧在AGM隔板中的传输速度不但与隔板的孔结构有关,还与隔板中电解液的饱和度有关。电解液的饱和度高时,氧的传输速度低;电解液的饱和度在60%左右时,氧的传输接近在气相中扩散的情况。在AGM隔板中添加适量憎水合成的玻璃纤维,可以增加隔板强度和电池的注酸量。

高温固化在VRLA电池中的应用

阐述了铅酸蓄电池生产中高温固化机理和作用,以及固化温度对极板固化质量和电池性能的影响,得出采用高温固化的关键是3BS向4BS转化、4BS铅膏的生成和腐蚀层改善了板栅/PAM界面的连接性能。提出了采用高温固化工艺后,其他相应工艺(包括正极铅膏中加入添加剂,化成方式等)应该进行调整以及高温固化所应该注意的问题和解决方法。采用高温固化工艺,提高极板固化的温度和湿度,将有效地提高VRLA电池的循环寿命。

VRLA电池密封反应效率影响因素的探讨

论述了ＶＲＬＡ电池的密封反应效率高低对电池性能及使用造成的影响，并较详细地论述了ＶＲＬＡ电池密封反应效率的影响因素。这些因素包括隔板的厚度、孔径和孔结构；安全阀的开闭阀压；灌酸量的多少；电池槽的结构等。表明了以下几点：（１）隔板的选择应同时考虑隔板的厚度、孔径和结构对ＶＲＬＡ电池的密封反应效率和电池的自放电的影响；（２）安全阀的开闭阀压也影响密封反应效率，而过高的开闭阀压造成电池变形现象；（３）过多的灌酸量是使电池密封反应效率降低的因素；（４）改进电池槽的结构有利于提高密封反应效率，并且，到目前还没有发现其负面影响。为此，要提高ＶＲＬＡ电池的密封反应效率应从以上这些方面同时考虑，这样更有利于电池综合性能的提高。

电动自行车用VRLA电池循环特性的研究

分别研究了电动车用VRLA电池组在85%DoD和全放电循环模式下的平均电压、不均衡率和电池容量的变化规律。试验结果表明:蓄电池长期85%DoD循环,会产生电池容量衰减问题,多次全放电可有效恢复。含添加剂M的蓄电池,容量衰减和不均衡率等指标得到明显改善。蓄电池最终失效是由失水引起的。因此,采用合适的循环模式,可以减少失水,有效地延长使用寿命。

VRLA电池SOC估算的改进方法

对VRLA电池的荷电状态(state of charge,SOC)进行估算是蓄电池能量管理的前提。考虑蓄电池充放电电流、工作温度和充放电循环次数等因素影响估算电池SOC的准确度,对传统的能量法进行了修正;通过在电池电压恢复特性曲线基础上建立开路电压预测模型,提取电池E-SOC关系曲线,用于电动势法在线估算;分析两种估算SOC方法的特点,提出了改进的能量-电动势法SOC在线估算的改进方法,从而达到各取所长,优势互补的效果。实验结果表明改进的能量-电动势法SOC估算方法简单实用、准确度高。

太阳能光伏系统用VRLA电池技术性能探讨

通过分析太阳能光伏发电用蓄电池的特点 ,对太阳能贮能用的蓄电池主要技术性能进行了探讨 ,最后针对目前VRLA电池的性能状况 ,提出提高电池循环寿命、高低温放电性能、过放电性能和负极充电接受能力等改进措施。

动力型VRLA电池的技术进展

综述了电动车用阀控铅蓄电池(VRLA)的技术进展;讨论了电动自行车用VRLA动力电池的几种失效模式;指出失效的主要原因是深循环使用时正极活性物质软化和电池失水;最后介绍了动力用VRLA电池的2种新型结构卷绕式圆柱形电池和水平铅布电池。