vrla电池的最新进展

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1、阀控式铅酸蓄电池的最新进展一VRLA电池的两类技术目前VRLA电池有两大类型，一类是采用AGM技术的电池，另一类是采用gel（胶体）技术的电池，对这两类电池的优缺点，评价各异，从发展速度来看，AGM技术发展较快，在市场上使用的以AGM电池为主导，胶体电池曾一度有较高的呼声，特别是前几年AGM电池的使用寿命出现较多问题时，说明胶体电池也有优点。1.1AGM技术该技术的核心是用超细玻璃棉隔板吸收电解液，使电解液不流动，AGM隔板具有93％以上的空隙率，不能100％的吸饱电解液，留有5～10％的空隙作氧气的复合通道，使正极充电后其析出的氧气

2、能到负极符合，实现H2O－O2－H2O的循环，使电池得以密封。AGM电池的优点是：内阻小、大电流放电性能好（1小时率放电容量达到10小时率的55％～60％）。缺点是：贫液式，如果失水易于干枯，如果制造过程控制不严，易于出现浮充电压不均衡现象。1.2Gel技术Gel技术的VRLA电池使用历史早于AGM电池，它是采用具有触变性的SiO2胶体吸收电解液。以胶体的微裂纹作为O2气的复合通道，实现氧循环。优点是：富液、胶体对正极活性物的支撑使正极PbO2不易膨胀，寿命略高于AGM。高型胶体电池竖放电解液不分层。缺点是：内阻大、使用初期胶体没有形

3、成大量裂纹，氧气复合效率低，因此有酸雾逸出。二、VRLA电池的可靠性VRLA电池和任何一种发展中的技术一样，遇到了可靠性的问题，主要是VRLA电池对温度和充电的敏感性，早期容量损失问题，导致前几年有报告认为VRLA电池仅有两年的可靠性。引起VRLA电池早期失效的原因首先是对工作温度的敏感。以年平均10℃为限定工作温度，电信用电池组有许多超过10℃温度范围，超出10℃工作温度范围电信用电池组78％的不足5a第一只电池失效，调查结果表明，在宽的温度下运行，（特别是年平均超出10℃）VRLA电池的寿命缩短。过充电导致电池干凅是VRLA电池早

4、期失效的另一个重要原因，调查表明，为了防止电池干凅设置VRLA电池的浮充电压应低于2.26V/单体电池。当电池的环境温度在25℃以上时，浮充电压应该降低至25℃时的数值，以的到最佳寿命。调查结果发现，当电池的环境温度高于35℃时而没有降低浮充电压，这些电池组的37％电池使用5a就失效。电池早期容量损失（PCL）失效的三种模式：突然容量损失（PCL-1）、慢慢的容量损失(PCL-2)和负极的无法再充电(PCL-3)；测定值（理想）寿命容量PCL-1界面影响PCL-2活物质影响PCL-3负极影响一般PCL-1是指界面的影响，表现为电池在最

5、初的10～50次循环内，电池的性能快速下降引起容量的突然下降，这种现象最初是在铅钙合金中发现的，通常称为无锑效应。PCL-1现已众所周知是由板栅和活性物质界面非导电层的形成引起的，这层非导电层或低导电层在板栅和活性物界面引起高的电阻，这层高电阻层在充放电时发热，并使板栅附近由于正极活性物膨胀而使正极容量下降。在钙合金中添加其它元素可以改善界面腐蚀层电阻。锡可以提高板栅的机械性能，降低腐蚀速率，特别是锡含量达1.5％时，深放电后板栅与活性物界面导电性能大为改善。因为板栅和活性物质界面上的锡被氧化为SnO2,这些导电的SnO2掺杂在PbO

6、2中,在放电时并不参加反应,而再充电时提供了导电的通道。解决了板栅与活性物之间的结合力和252015105000.511.522.533.544.55极化电阻Pb-0.08%Ca-X%Sn合金中含锡量对极化电阻的影响KΩCm2导电性，就解决了PCL-1，这是VRLA电池的主要失效模式。PCL-2是正极活性物质的影响，认为正极的导电性限制了容量，这是由于在循环使用下正极活性物质颗粒PbO2的膨胀而引起活性物质颗粒之间连接的变坏，放电越深越快，放电速率越大，活性物质的膨胀和容量损失的趋势越大。随着活性物质的膨胀，PbO2各自颗粒间的导电性

7、减少，因而膨胀使得活性物质间的电阻增加，这种膨胀导致了PbO2软化、失去放电能力、容量下降，这种现象在高倍率放电和过充电时变得更糟。抑制正极活性物质过度膨胀的主要方法是改善隔板，用优质的AGM隔板（这种隔板材料硅的聚合物，玻璃棉－聚合物复合材料和颗粒二氧化硅），将组装压力增加至40Kpa以上是有效的，另外在正极活性物质中添加异向石墨也可增加正极活性物质间的导电性。PCL-3负极的影响，这是一种仅在VRLA电池才有的早期容量损失模式，其结果是造成负极充电困难，再充电不足，导致底部三分之一处硫酸盐化；这种现象一般在200～250个循环时发

8、生，导致单体电池电压偏低，要求增加电池的过充电时间，增加了氧向负极的传递，这又使膨胀剂退化，容量下降，使靠近电池极耳处温度升高，形成恶性循环。因为电解液中水的损失使得隔膜的饱和度下降，增加了氧通过隔膜向负极的传递，氧复合