專利名稱：節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥控式密封鉛酸蓄電池。
背景技術(shù)：
相對(duì)其它化學(xué)電源及傳統(tǒng)鉛酸電池，閥控式密封鉛酸蓄電池VRLA電池具有安全、 成本低、免維護(hù)、無酸霧外泄等優(yōu)點(diǎn)，作為后備電源目前廣泛應(yīng)用于通信基站。隨著中國電信業(yè)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)近年來的飛速發(fā)展，三大電信運(yùn)營商的移動(dòng)通信基 站總數(shù)已經(jīng)超過100萬個(gè)；據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)基站的平均年耗電量約為1. 5萬度；其中空調(diào)耗電 約占單位基站耗電總量的45% ；全年基站空調(diào)耗電超過70億度，相當(dāng)于43億公斤二氧化 碳排放量。目前在能源日益緊張的局勢下，為了響應(yīng)國家號(hào)召和市場發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的 效果，降低空調(diào)能耗顯得尤為必要?；緳C(jī)房內(nèi)設(shè)備主要包括主設(shè)備和配套設(shè)備兩類，主 設(shè)備通常為BTS無線設(shè)備等；配套設(shè)備有傳輸、空調(diào)、電源、蓄電池等?；綛TS無線設(shè)備、 傳輸設(shè)備、電源設(shè)備，40°C情況下均能正常工作；普通閥控式密封鉛酸蓄電池對(duì)溫度要求最 高，標(biāo)稱使用溫度為25°C，蓄電池在25V的環(huán)境下可獲得較長壽命，長期運(yùn)行若溫度升高 10°C，使用壽命約降低一半。因此在機(jī)房溫度25°C的基礎(chǔ)上，提升10°C 15°C對(duì)基站內(nèi) 影響對(duì)最大的為蓄電池系統(tǒng)。提高蓄電池的使用溫度，發(fā)展高溫電池可以減少空調(diào)的使用 和能耗，對(duì)降低基站耗能顯得意義重大。對(duì)于通信基站而言，溫度每調(diào)高一度，就可以節(jié)約 用電6% 8%，節(jié)約電費(fèi)至少1. 1億人民幣，溫度提高10°C計(jì)算，整個(gè)機(jī)房的電耗將降低 60% 80%。如果把基站空調(diào)設(shè)定溫度由現(xiàn)在的25°C提高到35°C，而電池的浮充壽命與 25°C相比沒有降低，不但可節(jié)約一筆非常可觀的電費(fèi)，而且符合國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策，但 普通的VRLA電池的壽命不允許這樣做，只有高溫電池才能滿足這種需求。閥控式密封鉛酸蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由引出極柱、匯流排、正極板、負(fù)極板、AGM隔板 (硫酸電解液吸附在AGM隔板內(nèi))、電池槽及安全閥組成。每個(gè)電池有一個(gè)極群，包括數(shù)片正極板、數(shù)片負(fù)極板和數(shù)片隔板組成，極群有正負(fù) 兩個(gè)引出端，分別焊接到一塊鉛板上形成匯流排，正、負(fù)匯流排上各有對(duì)應(yīng)正、負(fù)引出極柱， 用以與外電路相連接。引出極柱與電池蓋之間用兩層密封膠進(jìn)行密封和標(biāo)識(shí)。電池蓋的上 面有一個(gè)小孔用來安裝安全閥，以保證電池的安全性。極群通過極群壓縮板壓縮好后裝入 電池槽中，再進(jìn)行膠封使得電池槽與電池蓋密封，密封后再通過一系列特殊的工藝處理便 形成了高溫電池。VRLA電池已經(jīng)解決了富液電池帶來的問題，使電池盡可能密封。正極板產(chǎn)生的氧 與負(fù)極板產(chǎn)生的氫復(fù)合，以水的形式再回到電池內(nèi)部，通過安全閥周期性的開閉，使得氫氣 析出最少。VRLA電池這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是免維護(hù)，無需添加水，給用戶提供更大的體積比能 量。由于VRLA電池電解液體積小于富液電池，并大部份吸收在極板與隔板里，即使發(fā)生殼 體破損，電解液外漏也很少。富液電池因可加水維護(hù)即使有水損失也不是特別重要，但VRLA 電池在整個(gè)使用壽命內(nèi)是不允許加水維護(hù)的。因此對(duì)VRLA電池而言，失水意味著容量損 失。
VRLA電池在浮充充電過程中，電池內(nèi)部反應(yīng)如下正極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣通過隔板擴(kuò)散負(fù)極H2O — (l/2)A+2H++2e負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng) Pb+(1/2) O2 — PbCHH2SO4 — PbS04+H20PbS04+2H++2e — Pb+H2S04正極產(chǎn)生的氧氣通過隔板孔隙擴(kuò)散到負(fù)極，使負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，從而達(dá)到VRLA 電池不失水的目的。VRLA電池氧復(fù)合帶來以下幾點(diǎn)因素將縮短電池的壽命1、負(fù)極氧復(fù)合，需要逆向的充電電流，這降低了負(fù)極電壓，使負(fù)極更容易發(fā)生充電 不足和硫酸鹽化。當(dāng)負(fù)極氧復(fù)合過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致負(fù)極充電嚴(yán)重不足，嚴(yán)重影響電池的壽命。2、在恒壓浮充過程中，負(fù)極板極化的降低，使得正極處于更高的浮充電壓，這樣 a)浮充電流增大，b)有用功率損失增大c)正極板腐蝕變形增大。3、當(dāng)復(fù)合達(dá)到100%時(shí)，負(fù)極的極化是最小的并且穩(wěn)定，因組內(nèi)電池短路引起其它 正常電池電壓的增大，都會(huì)引起正極電壓的增加，這更容易引發(fā)熱失控。VRLA電池的這些缺點(diǎn)可以以算術(shù)公式的形式描述如下正極極化P+ = 80mv*log (If-Ic) +Kp..........Eq. 1If 浮充電流；Kp 常數(shù)；Ic 正板柵腐蝕電流(大約為2%-4% If)，可以忽略不 計(jì)。負(fù)極極化P- = -120mv*log (If-Io) -Kn...............Eq. 2Io 氧復(fù)合電流；可表示如下Io = R*(If-Ic).............Eq. 3R 氧復(fù)合效率；新電池中由于有較多余的酸，R值大約在0. 9，但它不是穩(wěn)定的，當(dāng) 電池發(fā)生水損失時(shí)，氧復(fù)合效率提高，R值接近于1。當(dāng) R 值等于 1 時(shí)，P- = _120mv*log (Ic)-Kn. ... Eq. 2A在浮充過程中，負(fù)極板總處于極化，它的絕對(duì)值總是大于0，根據(jù)Eq. 2A可推出如 下Ic > 10" (-Kn/120).......Eq. 4從Eq. 4可知，一方面要求I。盡可能少，正板柵腐蝕最小，另一方面I。盡可能大，使 負(fù)極充分極化，減少硫酸鹽化，這是互相矛盾的。鉛酸電池浮充時(shí)，電池極化在120mv-140mv，當(dāng)正極極化大于70mv會(huì)增大正板柵 腐蝕，縮短正極板的壽命。即使正板柵腐蝕不是問題，當(dāng)正極極化從60mv提高到120mv時(shí)， 浮充電流增加6倍，這提升了電池的溫度，增加了熱失控的可能。Pt (total) = P++P-........Eq. 5 或者 P+ = Pt-P-____Eq. 5a.當(dāng)氧復(fù)合達(dá)到100%時(shí)，使P-接近于0，因此P+ = Pt。然而與VRLA電池設(shè)計(jì)相沖突的是為減少水損失而采用最大的氧復(fù)合，造成負(fù)極 板化低，正極極化高。當(dāng)電池組內(nèi)一只電池發(fā)生短路時(shí)，組內(nèi)其它好的電池的電壓隨著上 升，電壓的上升帶動(dòng)電流的上升，根據(jù)Eq. 1，Eq. 2，Eq. 5，在忽略不計(jì)Ic條件下Pt2-Ptl = 80mv*log(If2/Ifl) +120mv*log(If2/Ifl)........Eq. 5b
這里Pn和Pt2是指發(fā)生短路前后的總極化。當(dāng)沒有復(fù)合時(shí)，Eq. 5b可描述如下If2/Ifl = 10" ((Pt2-Ptl) /200mv).....Eq. 5c當(dāng)復(fù)合達(dá)到100%時(shí)，120*log(Ic/Ic) = 0，因此Eq. 5b可描述如下:If2/Ifl = 10" ((Pt2-Ptl) /80mv) · ... Eq. 5d.從以上看，滿復(fù)合電池的浮充電流突變要明顯大于沒有復(fù)合的電池，下面舉例更 能明白地說明浮充電流的突變。在48只電池系統(tǒng)中，當(dāng)1只電池發(fā)生短路，其它47只電池 的浮充電壓提高49mv。根據(jù)Eq. 5c, Eq. 5d計(jì)算，100%復(fù)合電池的浮充電流是沒有復(fù)合電 池的2. 33倍?？梢奦RLA電池對(duì)浮充電流的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過富液電池。眾所周知，溫度增加加速電池老化，根據(jù)Arrhenius方程式，電池溫度每升高 10°c，正板柵腐蝕速率加陪，電池的浮充壽命減半，也就是說普通VRLA電池質(zhì)保壽命25°C 條件下為5-8年，當(dāng)溫度提高到35°C，普通VRLA電池的壽命只有2_4年。同樣溫度的上升， 會(huì)使電池氧復(fù)合效率下降，電池的失水率大大增加，如此反復(fù)循環(huán)，最終結(jié)果引發(fā)電池?zé)崾?控。 VRLA電池槽材料目前一般選用ABS材料，ABS的熱變形溫度在90°C左右。VRLA電 池的裝配壓力一般較大，而電池內(nèi)部也存在一定的氣壓，溫度的升高，使得ABS強(qiáng)度下降， 這使得電池在高溫條件下更容易發(fā)生鼓脹。在實(shí)際55°C浮充測試下，ABS的鼓脹大概在 1.5% -2%。ABS槽的鼓脹，更容易引起浮充電流的增大，進(jìn)一步引發(fā)熱失控。從以上分析可知，要實(shí)現(xiàn)高溫條件下的VRLA電池的長壽命，必須要解決1)失水； 2)正極板柵腐蝕；3)電池槽在高溫下的鼓脹。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池， 能夠在高溫環(huán)境下保持長使用壽命。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明包括引出極柱、匯流排、正極板、負(fù)極板、AGM隔板、電池槽及安全閥，AGM隔 板是指超細(xì)玻璃纖維隔板，所述蓄電池的酸電解液中添加質(zhì)量百分比0.1% -1.0%的多氟
烷基磺酸；所述蓄電池內(nèi)部的酸電解液之外的與電池內(nèi)部空氣接觸面設(shè)置鈀金屬催化劑；所述蓄電池的正極板的板柵采用鉛錫硅三元合金，合金組份錫0. -1. 0%，硅 0.01% -0. 1%，余量為鉛，所述蓄電池的正極板的板柵為采用沖壓方法制造的板柵并且經(jīng) 過熱處理；所述電池槽采用以ABS為基材，在ABS材料中添加N-苯基馬來酰亞 胺0. 1 % -10%,玻璃纖維0. 1 % -10%,滑石粉0. 1 % -10%，苯乙烯接枝馬來酸酐 0. 1% -10% ；所述百分比為質(zhì)量百分比。經(jīng)采用上述技術(shù)方案后，制得的閥控密封鉛酸蓄電池進(jìn)行高溫加速浮充壽命測試 結(jié)果如圖11-圖13，高溫浮充循環(huán)測試結(jié)果如圖14，與傳統(tǒng)電池相比，具有相比傳統(tǒng)電池1 倍以上的浮充壽命及循環(huán)壽命。本發(fā)明提供的電池正常運(yùn)行溫度可高至35°C，相比傳統(tǒng)電 池運(yùn)行溫度高出10°C。


圖1為本發(fā)明所提供的高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為添加多氟烷基磺酸的閥控式密封鉛酸蓄電池與傳統(tǒng)的閥控式密封鉛酸蓄 電池即傳統(tǒng)蓄電池在55°C環(huán)境溫度下的浮充電流對(duì)照曲線圖。圖3為添加多氟烷基磺酸的閥控式密封鉛酸蓄電池與傳統(tǒng)的閥控式密封鉛酸蓄 電池即傳統(tǒng)蓄電池在55°C環(huán)境溫度下的失水對(duì)照曲線圖。圖4為采用催化氧化合技術(shù)的閥控式密封鉛酸蓄電池與傳統(tǒng)的閥控式密封鉛酸 蓄電池即傳統(tǒng)蓄電池在55 °C環(huán)境溫度下的浮充電流對(duì)照曲線圖。圖5為采用催化氧化合技術(shù)的閥控式密封鉛酸蓄電池與傳統(tǒng)的閥控式密封鉛酸 蓄電池即傳統(tǒng)蓄電池在55°C環(huán)境溫度下的失水對(duì)照曲線圖。圖6為在60°C下正板柵腐蝕的對(duì)比圖，其中左側(cè)為鉛鈣錫澆鑄板柵，右側(cè)為鉛錫 硅澆鑄板柵。圖7為在60°C下正板柵腐蝕的對(duì)比圖，其中左側(cè)為鉛鈣錫澆鑄板柵，右側(cè)為相同 合金經(jīng)熱處理技術(shù)的沖壓板柵。圖8為在60°C正板柵腐蝕的對(duì)比圖，其中左側(cè)為鉛鈣錫澆鑄板柵，右側(cè)為本專利 沖壓板柵。圖9為傳統(tǒng)ABS材料熱變形溫度位移曲線圖10為本發(fā)明所提供的ABS材料熱變形溫度位移曲線圖11為55°C高溫加速浮充壽命測試，本發(fā)明所提供的蓄電池和傳統(tǒng)蓄電池的浮 充電流對(duì)照曲線圖。圖12為55°C高溫加速浮充壽命測試，本發(fā)明所提供的蓄電池和傳統(tǒng)蓄電池的失 水量對(duì)照曲線圖。圖13為55°C高溫加速浮充壽命測試，本發(fā)明所提供的蓄電池和傳統(tǒng)蓄電池的容 量對(duì)照曲線圖。圖14為50°C循環(huán)測試，本發(fā)明所提供的蓄電池和傳統(tǒng)蓄電池的循環(huán)特征對(duì)照曲 線圖。
具體實(shí)施例方式1、對(duì)失水問題的解決電池的失水與正極板析氧負(fù)極析氫相關(guān)，減少正極板析氧和負(fù)極板析氫，可降低 浮充電流，減少失水。提高析氫析氧過電位的措施可以降低浮充電流，達(dá)到減少失水的目 的。1. 1電解液添加劑本發(fā)明中，在蓄電池酸電解液中添加比例為質(zhì)量百分比0. 1% -1.0%的多氟烷基 磺酸。該物質(zhì)是一種陰離子表面活性劑，即使在高的電位硫酸溶液中也能保持穩(wěn)定，它吸附 在正極板表面，改變了電極/溶液界面的雙層結(jié)構(gòu)，從而提高正極板上氧析出的過電位，降 低電池的浮充電流，達(dá)到減少水損失的目的。選用同一批正極板，負(fù)極板，隔板，電池槽蓋，共制得6只半成品電池，分成2組，其中1組灌硫酸電解質(zhì)，命名為傳統(tǒng)電池；另1組灌在硫酸電解質(zhì)中添加質(zhì)量百分比為 0. 1^-1.0%多氟烷基磺酸，命名為含多氟烷基磺酸電池。經(jīng)充電活化下線后，在55°C條件 下，以2. 25VPC進(jìn)行高溫浮充對(duì)比測試，每天記錄1次浮充電流，42天記錄一次失水量，根據(jù) 記錄的數(shù)值得到圖2及圖3。由圖2及圖3可知，添加多氟烷基磺酸的電池能改善浮充電流 及失水量。1. 2催化氧化合技術(shù)催化氧化合技術(shù)是指在電池內(nèi)部設(shè)置貴金屬材料催化劑(如安裝在安全閥上)， 正極產(chǎn)生的一部分氧在抵達(dá)負(fù)極之前與充填電池內(nèi)氣體空間的多余的氫直接被催化劑化 合，其結(jié)果降低了電池內(nèi)部的氧循環(huán)效率，從而使得電池正極極化降低和負(fù)極極化的增加。 該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)部循環(huán)時(shí)損失的氧不會(huì)從電池中損失，這些氧會(huì)通過催化劑直接再 化合成水，并保留在電池內(nèi)部，催化氧化合技術(shù)使得電池失水與浮充電流相應(yīng)降低。本發(fā)明 中所述貴金屬材料催化劑為鈀金屬。選用同一批正極板，負(fù)極板，隔板，電池槽蓋，共制得6只半成品電池。經(jīng)灌硫酸電 解質(zhì)，充電活化下線后，分成2組，1組安裝上普通安全閥，命名為傳統(tǒng)電池，另1組在安全閥 上安裝鉬金屬催化劑，命名為催化氧復(fù)合技術(shù)電池。在條件下，以2. 25VPC進(jìn)行高溫浮 充對(duì)比測試，每天記錄1次浮充電流，42天記錄一次失水量，根據(jù)記錄的數(shù)值得到圖4及圖 5。由圖4及圖5可知，采用催化氧復(fù)合技術(shù)的電池相比傳統(tǒng)電池能有效改善浮充電流及失 水量。2、對(duì)正極板柵腐蝕問題的解決板柵在電池中具有集流體和支撐活物質(zhì)的雙重作用。根據(jù)Arrhenius方程式，電 池溫度每升高10°c，正板柵腐蝕速率加陪。如果正板柵發(fā)生腐蝕變形，正板柵的集流體作用 將大大降低，電池的性能明顯下降。因此在高溫應(yīng)用環(huán)境下，提高正板柵的耐腐蝕性能優(yōu)為重要。2. 1鉛錫硅合金本發(fā)明采用更耐腐蝕的鉛錫硅三元合金作為正極板柵合金材料，合金組份(質(zhì)量 百分比)410.1^-1.0^,-0.01^-0.1% (范圍)。硅元素添加到鉛錫合金中可以使得 板柵合金鑄造后晶粒變大，晶界腐蝕部位減少，從而使得其耐蝕性提高。其晶粒變大原因是 硅的添加減少了晶粒形核的核心，導(dǎo)致晶粒粗大。以下顯示的是在相同條件和時(shí)間的高溫 加速腐蝕壽命測試后正板柵腐蝕圖片對(duì)比。本實(shí)驗(yàn)選用鉛鈣錫澆鑄正板柵及鉛錫硅澆鑄正板柵進(jìn)行耐腐性對(duì)比。在 60°CH2S04溶液(密度1.304g/cm3)中，對(duì)以上兩板柵施加陽極電位為1. 35V-1. 38V(相 對(duì)Hg/Hg2S04電極)，腐蝕時(shí)間為2個(gè)月。結(jié)束后，制得板柵樣品在金相顯微鏡下觀測樣品 板柵腐蝕情況，結(jié)果得到圖6。由對(duì)比圖6可知，采用鉛錫硅三元合金作為正極板柵合金材 料，其耐蝕性能相對(duì)鉛鈣錫合金更佳。2. 2熱處理技術(shù)與沖壓技術(shù)完美結(jié)合多晶金屬的腐蝕主要是晶界腐蝕，其腐蝕決定于晶界的耐腐性和晶界數(shù)量，多晶 金屬中的晶界可分為小角度晶界和大角度晶界，其中后者又可分為一般大角度晶界和耐腐 晶界。耐腐晶界通常指那些其Σ值小于四的重位點(diǎn)陣(CSL)晶界，此類晶界因其原子排列 有序度高和能量低而具有高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過改變合金化并采用熱處理能大幅度增加合金中耐腐晶界的比例及其分布可顯著提高多晶材料的晶界的耐腐性。通過熱處理，可減少 總晶界數(shù)量。本專利提供的熱處理方法200°C -300°C溫度下，放置lOmin-eOmin。沖壓技術(shù)沖制板柵較傳統(tǒng)澆鑄板柵單位反應(yīng)面積增大1倍以上，更好的活性物質(zhì) 導(dǎo)電性和壽命長。在生產(chǎn)過程中效率高，能耗低，更環(huán)保。較普通的平面沖壓板柵能獲得厚 極板用于后備、儲(chǔ)能、動(dòng)力等領(lǐng)域，更大的單位反應(yīng)面積和更多的單位涂膏量，減少材料消 耗和能耗。沖壓板柵的反應(yīng)表面積大大提高，將大大降低極板內(nèi)阻，提高極板的充電接受能 力和放電平臺(tái)、比能量和比功率。單位體積和重量下約提高2-3倍，提高電池充電接受能力 和壽命。本實(shí)驗(yàn)選用鉛鈣錫澆鑄正板柵及鉛鈣錫合金采用熱處理技術(shù)與沖壓技術(shù)后的沖 壓板柵進(jìn)行耐腐性對(duì)比。在60°CH2S04溶液(密度1.304g/cm;3)中，對(duì)以上兩板柵施加陽 極電位為1. 35V-1. 38V (相對(duì)Hg/Hg2S04電極)，腐蝕時(shí)間為2個(gè)月。結(jié)束后，制得板柵樣品 在金相顯微鏡下觀測樣品板柵腐蝕情況，結(jié)果得到圖7。從對(duì)比圖片看，采用熱處理技術(shù)與沖壓技術(shù)后的沖壓板柵具有更好的耐腐性能。在改變板柵合金，熱處理技術(shù)與沖壓技術(shù)后，在60°C腐蝕4個(gè)月后(1個(gè)月相當(dāng)于 1年壽命)，進(jìn)行了分析。本實(shí)驗(yàn)選用鉛鈣錫澆鑄正板柵與本發(fā)明板柵進(jìn)行耐腐性對(duì)比。在60°C H2S04溶 液(密度1. 304g/cm3)中，對(duì)以上兩板柵施加陽極電位為1. 35V-1. 38V(相對(duì)Hg/Hg2S04電 極)，腐蝕時(shí)間為4個(gè)月。結(jié)束后，制得板柵樣品在金相顯微鏡下觀測樣品板柵腐蝕情況，結(jié) 果得到圖8。板柵浮充壽命計(jì)算方法如下表示(按最大腐蝕40 %，板柵失效)傳統(tǒng)板柵1587X 40% /285X4 = 8. 9 年本發(fā)明中的板柵8 X40% /67X4 = 19. 8年從板柵腐蝕速率計(jì)算看，本發(fā)明中的板柵的使用壽命是傳統(tǒng)板柵的1倍以上。3、電池槽在高溫下的鼓脹問題的解決電池槽是VRLA電池的儲(chǔ)存容器，一般采用普通ABS材料作為容器，在高溫條件下， 電池槽由于受到電池內(nèi)部胡壓力存在一定鼓脹，使得極板與隔板不再緊密接觸，從而影響 到電池的性能，極致條件下有可能引發(fā)熱失控。本發(fā)明的電池槽選用以ABS為基材，在ABS 材料中添加(質(zhì)量百分比)N-苯基馬來酰亞胺0. -10%，玻璃纖維0. -10%，滑石粉 0. -10%，苯乙烯接枝馬來酸酐0. 1% -10%，對(duì)電池槽蓋材料進(jìn)行分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)改性， 從而使槽蓋材料在較高的溫度和外力下不發(fā)生變形，從而提高電池槽在高溫條件下的抗變 形性能。相對(duì)普通材料提高10°c-30°c。將試驗(yàn)材料根據(jù)國標(biāo)制作成一定尺寸樣條，然后放在維卡熱變形測試儀樣品架 上，并施加以相應(yīng)的砝碼壓力，待油浴溫度緩慢上升。材料在受熱和受壓情況下發(fā)生變形， 在變形位移到達(dá)某一個(gè)定值時(shí)，記錄下油浴的溫度。此時(shí)的溫度就是熱變形溫度。不同材 料要求達(dá)到同樣變形時(shí)，所需要的溫度不同。從圖9及圖10可知，本專利ABS具有更高的熱變形溫度，更適合于高溫環(huán)境應(yīng)用。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池采用以下方案參照?qǐng)D1，本發(fā)明包括引出極柱1、匯流排2、正極板3、負(fù)極板4、AGM隔板5、電池槽6及安全閥7，所述蓄電池的酸電解液中添加質(zhì)量百分比0. 1% -1. 0%的多氟烷基磺酸；所述蓄電池內(nèi)部的酸電解液之外的與電池內(nèi)部空氣接觸面設(shè)置鈀金屬材料催化 劑；所述蓄電池的正極板的板柵采用鉛錫硅三元合金，合金組份(質(zhì)量百分比)錫 0. -1.0%，硅0.01% -0. 1%，所述蓄電池的正極板的板柵為采用沖壓方法制造的板柵 并且經(jīng)過熱處理；所述電池槽采用以ABS為基材，在ABS材料中添加(質(zhì)量百分比)N_苯基馬來 酰亞胺0. -10%，玻璃纖維0. -10%，滑石粉0. -10%，苯乙烯接枝馬來酸酐 0. 1% -10%。以下將上述節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池(在圖11-14中用高溫電池命 名)與傳統(tǒng)電池進(jìn)行測試和對(duì)比。參與對(duì)比的傳統(tǒng)電池GFM_50055°C高溫加速浮充壽命測試方法如下1、容量試驗(yàn)達(dá)到額定值的蓄電池，經(jīng)完全充電后，在55°C 士 2°C環(huán)境中，以 2. 25VPC連續(xù)充電42d;2、42d后將蓄電池取出，放置24h 36h，在25°C 士5°C環(huán)境中按規(guī)定的方法進(jìn)行 一次Ih率容量試驗(yàn)，作為一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)，折合壽命1年；3、重復(fù)1、2，直至蓄電池容量低于Ih率容量的80%并再次試驗(yàn)，確認(rèn)仍低于80% 時(shí)試驗(yàn)結(jié)束。從圖11-圖13可知本發(fā)明能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池相比傳統(tǒng)電池具 有超過1倍的浮充壽命，能完全滿足35°c運(yùn)行溫度下的壽命要求。參照?qǐng)D14，50°C循環(huán)測試方法1、電池組以10小時(shí)率電流放電I = 0. ICltl至1. 80Vpc χ 24，溫度25°C 士2° K ；2、以恒壓恒流模式充電，I = 75士0. 7A，電壓2. 32士0. 005Vpc充電8小時(shí)，接著進(jìn) 行12小時(shí)浮充充電，充電電壓2. 25Vpc,限流75A ；3、在12小時(shí)內(nèi)將高溫箱內(nèi)溫度提升至50°C 士2° K，然后恒溫；4、一旦高溫箱內(nèi)空氣溫度設(shè)置成50°C 士2° K，便開始放電，以30士0.3A電流放電 至2小時(shí)或電池組總電壓達(dá)到1. SOVpc χ 24，達(dá)到任何一個(gè)限制條件，放電即終止；5、以恒壓恒流模式充電，I = 75士0. 5A，電壓2. 32士0. 005Vpc充電22小時(shí)；6、重復(fù)4和5條十次，作為一個(gè)循環(huán)周期。從圖14可知本發(fā)明節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池相比傳統(tǒng)電池具有 超過1倍的高溫循環(huán)壽命，能完全滿足35°C運(yùn)行溫度下的壽命要求。
權(quán)利要求
1.節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池，包括引出極柱、匯流排、正極板、負(fù)極 板、AGM隔板、電池槽及安全閥，其特征在于所述蓄電池的酸電解液中添加質(zhì)量百分比 0. 1% -1.0%的多氟烷基磺酸；所述蓄電池內(nèi)部的酸電解液之外的與電池內(nèi)部空氣接觸面設(shè)置鈀金屬催化劑；所述蓄電池的正極板的板柵采用鉛錫硅三元合金，合金組份錫0. 1 % -1. 0 %，硅 0.01% -0. 1%，余量為鉛，所述蓄電池的正極板的板柵為采用沖壓方法制造的板柵并且經(jīng) 過熱處理；所述電池槽采用以ABS為基材，在ABS材料中添加N-苯基馬來酰亞胺0. 1 % -10%，玻 璃纖維0. 1% -10%，滑石粉0. 1% -10%，苯乙烯接枝馬來酸酐0. -10% ；所述百分比為質(zhì)量百分比。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池，其特征在于所述鈀金 屬催化劑設(shè)置在所述蓄電池的安全閥上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池，包括引出極柱、匯流排、正極板、負(fù)極板、AGM隔板、電池槽及安全閥，AGM隔板是指超細(xì)玻璃纖維隔板，所述蓄電池的酸電解液中添加質(zhì)量百分比0.1％-1.0％的多氟烷基磺酸。經(jīng)本發(fā)明的技術(shù)方案后，制得的閥控密封鉛酸蓄電池進(jìn)行高溫加速浮充壽命測試結(jié)果如圖11-圖13，高溫浮充循環(huán)測試結(jié)果如圖14，與傳統(tǒng)電池相比，具有相比傳統(tǒng)電池1倍以上的浮充壽命及循環(huán)壽命。
文檔編號(hào)H01M10/34GK102117938SQ20101060767
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉桃松, 吳賢章, 李春林, 王德力, 陳建, 項(xiàng)文敏, 項(xiàng)海鋒 申請(qǐng)人:杭州南都電池有限公司, 杭州南都能源科技有限公司, 浙江南都電源動(dòng)力股份有限公司