高倍率放电VRLA电池的设计技术

由前文分析得出：减缓和降低正极极化电位的增大是确保高倍率放电性能提高的重要措施。VRLA电池配方中正极添加剂的选择应着眼于能够形成良好的正极活性物质微孔结构和导电网络，或者具有减缓和消除活性物质与Pb?Ca板栅界面钝化层影响的作用。由于正极所处的电位较高，一般的添加剂均会被氧化分解，难以在整个寿命期间发挥作用，这是选择正极添加剂时的一个“瓶颈”问题。表2列出了将报废的正极活性物质以一定比例加入正极铅膏后，与添加石墨的正极铅膏的性能对比情况。结果表明：前者有利于提高VRLA电池低温高倍率放电性能。从生产来看，报废正极板总是存在的，取其活性物质进行二次利用，对节约材耗、降低成本具有实际意义[4]。

3.2负极铅膏配方对高倍率VRLA电池放电

性能的影响

与正极不同的是，负极活性物质的微孔结构对高倍率放电的影响并不明显。在低温下使用的VRLA电池，若负极孔率增多，会阻碍电解液的扩散，最终导致电池放电性能的降低。因此，负极性能的优劣更多地依赖于膨胀剂的种类。木素对大电流放电有良好的促进作用，但国产木素酸溶解性大，降低了寿命期间对负极的膨胀效果，使用这种木素的厂家已不多见。进口木素的性能好但价格昂贵，不论使用何种木素，负极的充电接受能力都会受到一定的影响，这对VRLA电池的负极来说显得更为严重。通过与其它负极添加剂的合理搭配，腐植酸在提高大电流放电方面也有良好的作用，由于它价格便宜，性能稳定，添加后铅膏的填涂性又非常适合于机械化涂板，因而在国内普遍使用。近年来，一些腐植酸生产厂家又陆续开发出杂质含量更低，适用于VRLA电池的高纯腐植酸。为了进一步提高负极的性能，目前，将木素与腐植酸合成或将两者按一定比例混和起来使用的工艺配方也备受关注。为此，我们对两者混和使用的配比进行了优化研究，有关数据如表3所示。改进后的配方对提高电池充放电性能及降低电池成本都有利，具有实际推广价值。

表3有机膨胀剂配比的改进对VRLA电池性能的影响

类别

项目3.3电解液配方对高倍率VRLA电池放电

性能的影响

长期以来，国内外就硫酸电解液中加入某些添加剂后对VRLA电池性能的影响进行了大量的研究。由于电解液添加剂的使用，具有不改变电池工业生产过程、附加成本低、效果好、便于推广等优点，因此，选择合适的电解液添加剂已成为改善铅酸蓄电池性能的主要途径之一[5]。我们认为，VRLA电池电解液添加剂的作用可以归结为以下几点：

（1）增强电解液的电导，提高电池过放电后的容量恢复性能和再充电接受能力；

（2）抑制枝晶短路的发生；

（3）提高电池的容量和抑制早期容量损失；

（4）防止活性物质的软化、脱落和减缓板栅的腐蚀。我们在试验中发现，某些添加剂只具有上述的一种作用，而另一些添加剂则同时具有几种作用。表4对比了4种电解液配方对高倍率放电性能的影响。可见，仅仅是改变了电解液组成，电池的放电性能就出现了较大差异。

4结语

（1）铅膏及电解液配方的设计与改进是着眼于优选各类添加剂及其配比来实现的，它是VRLA电池满足高性能要求的一条重要的技术路线。与通常优化电池结构的改进措施相比，优良的配方更有利于电池性能的提高和品质的稳定。

（2）某些添加剂的应用不仅提高了VRLA电池的放电性能，而且还利于电池成本的降低，从而保证了性能价格比的进一步提高。

适用于改进VRLA电池性能的添加剂有很多种，但真正推广应用的却不多，这方面，我国与发达国家相比还有很大的差距。这表明，虽然国内多数蓄电池制造企业均视电池配方为核心技术，但配方实用化研发的进程却非常缓慢。由于电池配方工艺改进具有较广阔的研发空间，我们相信，今后随着研发力度的不断加强，势必对我国VRLA电池的整体性能和产品档次的提高产生深远的影响。