铅酸电池详细资料
蓄电池的开展前史和现状
蓄电池是1859年由普兰特(Plante)创造的，至今已有一百多年的前史。铅酸蓄电池自创造后，在化学电源中一向占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于取得，运用上有充沛的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度规模等长处。 到20世纪初，铅酸蓄电池历经了许多严重的改善，提高了能量密度、循环寿数、高倍率放电等功能。但是，开口式铅酸蓄电池有两个首要缺陷：①充电晚期水会分化为氢，氧气体分出，需常常加酸、加水，保护作业深重；②气体溢出时带着酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，约束了电池的运用。近二十年来，为了处理以上的两个问题，国际各国竞相开发密封铅酸蓄电池，期望完结电池的密封，取得洁净的绿色动力。 1912年ThomasEdison宣布专利，提出在单体电池的上部空间运用铂丝，在有电流通过期，铂被加热，成为氢、氧化合的催化剂，使分出的H2与O2从头化合，回来电解液中。但该专利未能付诸完结：①铂催化剂很快失效；②气体不是按氢2氧1的化学计量数分出，电池内部仍有气体发作；③存在爆破的风险。 60年代，美国Gates公司创造铅钙合金，引起了密封铅酸蓄电池开发热，国际各大电池公司投入很多人力物力进行开发。 1969年，美国登月方案施行，密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最终镉镍电池被选用，但密封铅酸蓄电池技能从此得到开展。 1969-1970年，美国EC公司制作了大约350,000只小型密封铅酸蓄电池，该电池选用玻璃纤维棉隔板，贫液式体系，这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池，但其时没有认识到其氧再化合原理。 1975年，GatesRutter公司在通过许多年尽力并支付昂扬价值的情况下，取得了一项D型密封铅酸干电池的创造专利，成为今日VRLA的电池原型。 1979年，GNB公司在购买Gates公司的专利后，又创造了MFX正板栅专利合金，开端大规模宣扬并出产大容量吸液式密封免保护铅酸蓄电池。 1984年，VRLA电池在美国和欧洲得到小规模运用。 1987年，跟着电信业的飞速开展，VRLA电池在电信部分得到敏捷推行运用。 1991年，英国电信部分对正在运用的VRLA电池进行了查看和测验，发现VRLA电池并不象厂商宣扬的那样，电池呈现了热失控、焚烧和前期容量失效等现象，这引起了电池工业界的广泛评论，并对VRLA电池的开展前途、容量监测技能、热失控和可靠性表明了疑问，此刻，VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50％，本来说到的“密封免推护铅酸电池”称号正式被“VRLA电池”替代，原因是VRLA电池是一种还需要办理的电池，选用“免保护”简单引起误解。 1992年，针对1991年提出的问题，电池专家和出产厂家的技能员纷繁宣布文章提出对策和观点，其间DrDaridFeder提出运用测电导的办法对VRLA电池进行监测。I．c．Bearinger从技能方面评述VRLA电池的先进性。这些文章对VRLA电池的开展和推行运用起了很大的促进效果。 1992年，国际上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度添加，在亚洲国家电信部分发起悉数选用VRLA电池；1996年VRLA电池根本替代传统的富液式电池，VRLA电池现已得到了广阔用户的认可。 阀控式铅酸蓄电池的界说 阀控式铅酸蓄电池的英文称号为Valve Regulated Lead Battery(简称VRLA电池)，其根本特点是运用期间不必加酸加水保护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀)，该阀的效果是当电池内部气体量超越必定值(通常用气压值表明)，即当电池内部气压升高到必定值时，排气阀主动翻开，排出气体，然后主动关阀，避免空气进入电池内部。 阀控式铅酸蓄电池的分类阀控式铅酸蓄电池分为AGM和GEL（胶体）电池两种，AGM选用吸附式玻璃纤维棉(Absorbed Glass Mat)作隔阂，电解液吸附在极板和隔阂中，贫电液规划，电池内无活动的电解液,电池可以立放作业，也可以卧放作业；胶体（GEL）SiO2作凝固剂，电解液吸附在极板和胶体内，一般立放作业。现在文献和会议评论的VRLA电池除非特别指明，皆指AGM电池。 阀控式铅酸蓄电池的根本原理 · 阀控式铅酸蓄电池的电化学反响原理 阀控式铅酸蓄电池的电化学反响原理便是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电能供应外体系。其充电和放电进程是通过电化学反响完结的，电化学反响式如下： 从上面反响式可看出，充电进程中存在水分化反响，当正极充电到70％时，开端分出氧气，负极充电到90％时开端分出氢气，因为氢氧气的分出，假如反响发作的气体不能从头复合得用，电池就会失水干枯；关于前期的传统式铅酸蓄电池，因为氢氧气的分出及从电池内部逸出，不能进行气体的再复合，是需常常加酸加水保护的重要原因；而阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再复合运用，一起按捺氢气的分出，克服了传统式铅酸蓄电池的首要缺陷。 · 阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理 阀控式铅酸蓄电池选用负极活性物质过量规划，AG或GEL电解液吸附体系，正极在充电后期发作的氧气通过AGM或GEL空地分散到负极，与负极海绵状铅发作反响变成水，使负极处于去极化状况或充电缺乏状况，达不到析氢过电位，所以负极不会因为充电而分出氢气，电池失水量很小，故运用期间不需加酸加水保护。阀控式铅酸蓄电池氧循环图示如下： 可以看出，在阀控式铅酸蓄电池中，负极起着两层效果，即在充电晚期或过充电时，一方面极板中的海绵状铅与正极发作的O2反响而被氧化成一氧化铅，另一方面是极板中的硫酸铅又要承受外电路传输来的电子进行复原反响，由硫酸铅反响成海绵状铅。 在电池内部，若要使氧的复合反响可以进行，有必要使氧气从正极分散到负极。氧的移动进程越简单，氧循环就越简单树立。 在阀控式蓄电池内部，氧以两种方法传输：一是溶解在电解液中的方法，即通过在液相中的分散，抵达负极外表；二是以气相的方式分散到负极外表。传统富液式电池中，氧的传输只能依赖于氧在正极区H2S04溶液中溶解，然后依靠在液相中分散到负极。 假如氧呈气相在电极间直接通过敞开的通道移动，那么氧的搬迁速率就比单靠液相中分散大得多。充电晚期正极分出氧气，在正极邻近有细微的过压，而负极化合了氧，发作一细微的真空，所以正、负间的压差将推动气相氧通过电极间的气体通道向负极移动。阀控式铅蓄电池的规划供给了这种通道，从而使阀控式电池在浮充所要求的电压规模下作业，而不损失水。 关于氧循环反响功率，AGM电池具有杰出的密封反响功率，在贫液状况下氧复合功率可达99％以上；胶体电池氧再复合功率相对小些，在干裂状况下，可达70-90％；富液式电池简直不树立氧再化合反响，其密封反响功率简直为零。
