铅酸蓄电池发展简史
铅酸蓄电池1859年由法国人普兰特创造,1881年法国人富尔发明以铅化合物涂在铅片上,可以很快形成活性物质
①20世纪20年代由美国EXIDE公司推出的管式极板,用多缝隙的
硬橡胶管容纳活性物质,以一支铅合金棒插在中间导电,这就大大提高了要板的耐深度充放电的能力,硬橡胶管现已由无纺布或玻璃纤维管所取代,管式极板多用于动力牵引型蓄电池。
②50年代由美国DELCO公司首先推出用无锑合金为板栅的免维护
汽车蓄电池,免去了以往汽车蓄电池须定期补水的工作,现在免维护式已经是汽车蓄电池的主要选择。
③70年代由美国DEVIFF氏创新的阀控式蓄电池。
④1970年以来出现拉网式板栅(目前国内湖北骆驼与保定风帆等)微孔PE与PVC隔板
单体间的穿壁焊技术(汽车与摩托车电池)
铅钙合金的加铝与加锡
铅酸蓄电池的基本结构与分类
铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电槽与电解液组成,此外还有一些零件如气塞、连接条、极柱等等,分述如下:
⑴正极板包括涂膏式、形成式、铅布式、铅箔式等
⑵负极板包括涂膏式、铅布式、铅箔式。
⑶隔板包括微孔橡胶式、PVC、微孔PVC(叉车电池)、AGM (阀控铅酸蓄电池) .PE代式隔板(汽车免维护电池)
⑷电池槽硬橡胶式与塑料槽(ABS与PP料等)如我们公司阀控电池用ABS;汽车与摩托车免维护电池用PP料
⑸电解液一律为稀硫酸(1.28,1.23,1.26,1.29,1.315,1.325,1.34);有一部分做成胶体
铅酸蓄电池的主要品种
1、起动用蓄电池:这是铅酸蓄电池品种中最大的一个,专为汽车
的起动、照明、点火提供能源。因要求放电电流大,故均用薄的涂膏式极板组成,最早每只为6V,现今为12V,正在向36V转变
2、固定型蓄电池,作为备用电源,广泛用于邮电、电站、医院、
会堂等处。
3、助力车蓄电池(如12V12AH与12V18AH)
4、铁路客车蓄电池
5、内燃机车用蓄电池专供内燃机车起动与照明,长期使用管式
极板,近年来已改为涂膏式阀控蓄电池,型号为NG-462等。
6、摩托车用蓄电池用于摩托车的起动点火与照明
7、牵引蓄电池用于各种蓄电池、叉车、铲车、矿车、矿用电机
车、要求深充放。多采用管式正极板。
铅酸蓄电池的分类
A、按极板型式分
1、形成式正极板为纯铅板用电化方法生成过氧化铅、负极板
曾经用箔式,后改为涂膏式。
2、涂膏式这是用得最广泛的,即以铅合金板栅涂上铅膏。
3、铅网式用玻璃纤维复以薄层纯铅,制成铅线,以铅线织成布状,称为铅布,以铅布取代板栅。其优点是比合金板栅轻、但涂膏后其整体刚度差,不应垂直,只能水平放置,故构成的蓄电池称水平电池,这种蓄电池内阻小,比能量高。但自放电亦高,适用于牵引车用。
4、卷绕式有两种,其一用厚0.7mm的纯铅板栅涂膏,另一用厚仅0.05mm的铅箔涂膏。
B、按荷电状态分
1、干荷电式正负极板均保持化成后的荷电状态
2、干放电式正负极板化成后未加处理,故负极已被大气氧化,使用前除了注酸外,还要长期间的初充电才能投入使用
3、湿荷电式产品出厂时不但正负极板处于干荷电态,连稀酸也由厂方加好,马上可以用,如库存已久,可稍补充电再用。
4、免维护式当今汽车蓄电池的最主要形式,与上述湿荷式不同在于采用无锑合金,自放电小,使用中水损耗小,在整个使用期中不必补水。
5、阀控式与免维护式之不同在于AGM隔板且为贫液式,所具阴极还原作用,充电时一般不会排出气体,故俗称密闭式。
板栅制造过程与质量控制
板栅俗称格子体,是由铅基合金通过浇铸或压铸而成的。板栅在蓄电池中的作用有三个方面:一个作为活性物质的载体起着骨架的支撑和粘附活性物质的作用。二是作为电流传导体起着集流、汇流和输流的作用;三是作为极板的均流体起着使电流均匀分布到活怀物质中的作用。因此,板栅的形成应具备下列条件:
1)板栅的构造应有利于与活性物质的牢固结合,即通过化学或机械的作用,使得板栅和活性物质之间存在着良好的“粘附力”。
2)制造板栅的材料要求电阻小,以便提高极板的导电能力和使电流均匀分布的能力。
3)板栅的结构不妨碍活性物质的膨胀,收缩,不能使极板发生变形、活性物质脱落和产生龟或翘曲。
4)板栅材料应有良好的抗蚀性,它的结构和组织应能抵抗充电或搁置期间电解液的腐蚀。
5)板栅材料应易于加工或铸造,且成本尽可能低廉
6)板栅材料应具备充分的硬度和机械强度,以满足极板的制造、加工要求。
板栅制造所用的材料
板栅是由铅基合金浇铸或压铸而成的。主要材料是金属铅(Pb)相对原子量为207.21,铅的密度为11.3437g/cm3;熔点为327.43℃
汽车蓄电池铅基合金
纯铅柔软、机械强度差,铸造与加工成型不好,以优化板栅的成型与板栅的特性,在纯铅中掺杂不同金属元素所形成的合金编统称铅基合金
1、铅锑合金(Pb-Sb)
铅锑合金较纯铅有以下优点:
1)抗张强度、延展性、硬度与晶粒强化均明显优于纯铅
2)熔点与收缩率低于纯铅,浇铸性能好,即熔化时有良好的流动性,容易充满模具型腔,铸造易成型,能够适合机
械化大规模生产。
3)比纯铅更低的热膨胀系数,因此,在循环充放电时,板栅不易变形。
4)伸缩变形小,增强了板栅与活性物质之间的“粘附力”,使活性物质不易脱落,有利用蓄电池的深充深放能
力与循环充放寿命。
5)腐蚀较纯铅更均匀,且Sb对板栅腐蚀膜中的PbO2的生长有显著的抑制作用。
铅锑合金缺点: