Pb-Ca合金板栅电池早期容量衰减的原因

Pb-Ca合金在阀控式铅酸(VRLA)电池中应用广泛。针对Pb-Ca合金浇铸板栅电池的早期容量衰减问题进行研究。用同批次Pb-Ca合金极板,制作不同加酸化成工艺的电池,进行循环测试。充电电流小的电池发生了早期容量衰减,而大电流充电的电池循环性能正常。对发生早期容量衰减的电池进行分析,发现板栅腐蚀界面生成的硫酸铅晶体阻挡层是导致电池发生早期容量衰减的主要原因。提高电池的充电效率,如添加电解液添加剂、化成前对电池反充、增大充电电流等,可以使硫酸铅得以转化,能较好地避免电池发生早期容量衰减。

2天电池脉冲内化成工艺研究

化成是铅酸蓄电池生产过程的一个很重要的工序。目前,铅酸蓄电池生产已基本完成了从极板外化成到电池内化成方式的转变。传统的化成工艺一般是3 d直流化成模式。为了达到节能减排、缩短生产周期的目的,对2 d脉冲内化成工艺进行了研究与探讨。利用化成充放电机、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、示波器等仪器,通过物相、电化学暂态、微结构观察、性能对比等分析测试手段,对传统的3 d直流内化成与2 d脉冲化成工艺进行了系统的对比分析,证实了2 d脉冲内化成工艺的可行性。

电动助力车电池整组容量不足现象浅析

2016年8月份,市场反馈电动助力车电池在短期使用期间就出现了整组容量不足的现象,主要表现为,电池开路电压并不低,但是2小时率放电时间短,充电时很快达到额定电压值。针对市场退回电池组,笔者利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)等分析检测手段,对故障电池铅膏、板栅分别进行了物相分析、板栅金相结构分析、铅膏微结构分析,并对电池整组容量不足现象做了初步的解析和探讨。

一种实验室用电池铅膏合制方法及其专用装置

铅膏的合制是铅酸蓄电池制造过程中的一个非常关键的工艺过程,它是由铅粉、纯水、稀硫酸溶液、各种添加剂混合(搅拌)制取的膏状物。合膏工艺过程的重要目的是使各种物料混合均匀,有合适的湿比重、粘度及物相组成,以确保电池具有高容量和长寿命。不同的铅膏配方以及不同的合膏工艺,都会对铅膏的物相组成、湿比重、粘度等特性产生不同的影响。在日常的合膏工艺分析研究当中,通常是在生产线或小型合膏机上完成操作,会给生产带来一定的麻烦或引入一些不确定的因素,从而影响实验结论的准确性,同时还会增加研发成本,造成不必要的浪费。因此,文章介绍了一种实验室合膏的方法及其专用装置。

电池正极活性物质软化脱落分析研究

铅酸蓄电池正极活性物质软化脱落是电池较为普遍的失效模式。在失效及退换电池的解剖中发现,具有相当大比例的电池也都是因为正板活性物质的软化脱落所造成的。一直以来,相对于电池正极活性物质结构特征及变化机理性的研究报道也很多。正板活性物质的软化脱落是铅酸电池失效的一个必然的结果,而如何抑制和减缓此现象的发生则是技术研发人员长期研究的课题之一。文章通过分析和观察电池在循环的前、中、后期正极活性物质物相以及结构上的变化,探索了产生正极板活性物质软化脱落的内部机理。

铅钙合金金相检验及腐蚀机理研究

本文采用偏光金相显微镜、定浓度电解液恒流电解腐蚀技术,研究了新型电动助力车电池用板栅Pb-Ca-Sn-Al四元合金的金相组织结构,发现合金的组织特征与合金的成分、工作方式是密切相关的。通过对合金样品进行一定电解液浓度下的恒流电解腐蚀实验,结合腐蚀后样品的金相检验,发现此种合金的腐蚀主要是沿晶界腐蚀并伴随晶粒的均匀性腐蚀。

浇铸板栅筋条晶区的形成及组织特性

板栅不仅是铅酸蓄电池活性物质的承载体和骨架,同时还是电流汇流体系,是电流的主要通道。所以,板栅质量的好坏,在一定程度上决定了电池性能的优劣。板栅的特性与板栅合金物相的组成、含量以及其晶体的金相组织结构是分不开的。利用金相显微镜对浇铸板栅进行金相分析,可以随时了解板栅筋条的金相组织结构状况,这对合金的配制、浇铸工艺参数的改进以及板栅质量的监督检查都具有积极的意义。本文介绍了Pb-Ca系列合金重力浇铸板栅筋条晶区的形成机理及其组织特性。

电池组装压力对AGM隔板吸酸饱和度的影响

电池组一致性问题一直是世界性的难题,而影响电池组一致性的因素很多。要想提高电池组的一致性,必须在每个生产环节进行严格的控制。而隔板又是电池的重要组成部分,隔板性能的优劣对电池性能的影响至关重要。本文通过不同组装压力下的极群进行了组装电池试验,对抽浮酸后电池隔板吸酸饱和度进行计算,同时进行了电池相关性能上的实验。通过数据的测试分析,可以对电池的设计、生产以及工艺的调整提供理论和事实依据。

Pb-Ca合金板栅腐蚀与电池的早期失效

在对市场退返的故障电池进行解剖分析的过程中发现,不同生产日期的早期失效电池几乎都存在不同程度的正极板表层铅膏泥化现象,具体表现为电池早期容量损失,既充不进电,也放不出电。笔者从板栅和铅膏的界面特性入手,利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)+能谱等分析测试手段,对故障电池的铅膏、板栅分别进行分析,对故障电池的早期失效现象进行了初步的解析和探讨。

Pb-Ca合金板栅金相结构特征对电池性能的影响

目前,动力型深放电循环用阀控电池普遍采用的是Pb-Ca系列合金。此类合金的金相结构受合金组分的影响明显,而且用此类合金通过重力浇铸制作板栅时,板栅筋条的金相结构特征又会受到板栅浇铸工艺的影响,从而对电池的最终性能有着潜在的影响。笔者利用金相显微镜、电性能暂态脉冲测试、电池性能测试等手段,对比分析了两种不同金相结构正板栅组装的成品电池在性能上的差异。

Pb-Ca合金板栅浇铸工艺研究

目前,动力型深放电循环用阀控电池普遍采用的是Pb-Ca系列合金板栅。但是,如果合金的元素配比不合理,板栅的浇铸工艺参数设定不当,板栅筋条的金相结构就会发生很大的变化,严重影响板栅的性能,并最终对电池的性能产生影响。利用温度采集仪、金相显微镜,从合金液的结晶温度测试入手,对此类合金板栅的重力浇铸工艺进行了探讨,同时分析了目前存在的一些相关弊端。

电动助力车电池正极铅膏泥化现象分析研究

在解剖市场退返的电动助力车电池的过程中发现,虽然这些故障电池的使用时间不同,但是它们几乎都存在不同程度的正极铅膏泥化现象,实际表现为放电容量不足,续驶里程短。针对市场退回电池,从铅膏的物相组成和微观结构入手,利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)等分析检测手段,对正极铅膏的泥化做了初步的解析和探讨。

材料试验机在电池组装压力测试中的应用及分析

采用AGM隔板的VRLA动力型电池极群组装压力的大小及一致性是影响电池性能、电池组性能一致性的重要因素。本文介绍了用材料试验机检测电池组装压力的方法,及在不同的极群组装压力下组装的电池、电池组性能上的差异。AGM-VRLA电池的循环寿命与组装压力有很大的关系。理论实践证明,给极群组施加一个较高的压力时,可以明显提高VRLA电池的循环使用寿命,但是超过一定压力后,继续增加组装压力,电池的循环寿命反而下降。

电动助力车电池不同固化工艺正极板对比分析

固化是铅酸蓄电池制造过程中一个非常关键的步骤。不同的固化工艺,固化后电池生极板中的物相及其含量会产生很大的差异。同时,化成后熟极板的物相及其含量以及活性物质微观结构也会发生不同的变化。文章利用XRD和扫描电镜对常温固化和高温固化极板进行了物相及微结构上的分析,通过对比分析,介绍了2种固化工艺下正极板物相及其微观结构上的变化。

X射线衍射仪(XRD)在铅蓄电池制造中的应用

X射线衍射仪是利用衍射原理,精确测定物质的晶体结构、织构及应力,精确地进行物相分析、物相定性定量分析。被广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等许多领域。X射线衍射仪是对物质和材料的组成及原子级结构进行研究和鉴定的基本手段。文章介绍了X射线衍射仪在铅蓄电池制造过程中,对各工序产品性能分析测试上的应用。

动力型电池深循环寿命性能提升分析研究

随着VRLA电池在新能源领域的推广应用,以及Pb-Ca系列合金、电池内化成技术在电池生产中的普及,电池结构及铅膏特性发生了诸多变化,电池在使用过程中的失效模式也发生了许多变化。这就为分析和解决各种电池的寿命受限因素带来了新的挑战。笔者以市场主打产品12 V/20 Ah电池作为对象,对影响电池深循环寿命的关键性因素进行分析,为电池深循环性能的提升提供了理论和事实依据。

铅酸蓄电池板栅浇铸缺陷分析

铅酸蓄电池板栅浇铸过程中出现的缺陷通常分为宏观缺陷和微观缺陷两大类。本文通过宏观和微观分析的方法,结合板栅的实际情况,对Pb-Ca-Sn-Al四元合金板栅浇铸过程中产生的缺陷进行了介绍和分析。

Pb-Ca合金从铅锭到板栅的金相结构变化

目前,动力型深放电循环用阀控式电池普遍采用Pb-Ca系列合金。本文利用金相显微镜,对浇铸正板栅用Pb-Ca合金从铅锭到板栅一这过程的金相变化进行了跟踪检验分析。结果发现,相同组分的同一批次合金,从铅锭、熔铅锅内合金到浇铸后的板栅,样品中晶粒的大小、形状、分布等都会发生较大的变化,说明合金样品的金相形貌特征与它所处的工作状态以及取样的方式方法有关。

高温和膏及高温固化工艺研究

本文利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜分析技术,对常温和膏常温固化和高温和膏高温固化两种工艺过程中的铅膏、固化生极板、化成后熟极板进行了物相、微观结构方面的对比分析,发现两种工艺条件下生产的正熟极板无论在物相上还是在铅膏微结构上都有明显的不同。经组装电池性能试验发现,高温和膏高温固化极板电池的循环寿命有了较为显著的提升。

铅酸蓄电池极板总孔体积的测试

众所周知,电池化成后正极板活性物质的主要物相是PbO_2(α-PbO_2+β-PbO_2),负极板活性物质主要物相是海绵状金属Pb。无论通过何种铅膏配比、和膏工艺、何种固化工艺生产的生极板,经化成后的正极板或负极板活性物质,都是具有相同主物相组成的具有一定活性的多孔性开放型体系,唯有的差异是活性物质的聚集体型结构有所不同。极板铅膏的物相组成、聚集体状态严重影响极板的孔体系结构及活性物质参与反应的真实比表面积,从而对电池的充放电性能产生直接的影响。文章利用极板总孔体积专用检测装置,结合极板铅膏的XRD物相分析,对极板的总孔体积以及极板的一致性问题进行分析和探讨。