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铅炭电池特性

2018/06/19210 作者:佚名
导读: 技术优势 铅炭电池是铅酸电池的创新技术,相比铅酸电池有着诸多优势。铅炭电池有以下优势:一是充电快,提高8倍充电速度;二是放电功率提高了3倍;三是循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次;四是性价比高,比铅酸电池的售价有所提高,但循环使用的寿命大大提高了;五是使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。 此外,铅炭电池也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的充放电性能-

技术优势

铅炭电池是铅酸电池的创新技术,相比铅酸电池有着诸多优势。铅炭电池有以下优势:一是充电快,提高8倍充电速度;二是放电功率提高了3倍;三是循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次;四是性价比高,比铅酸电池的售价有所提高,但循环使用的寿命大大提高了;五是使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。 此外,铅炭电池也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的充放电性能--90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放,寿命只有不到30次)。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了电池失效的一个因素。

1、正负极铅膏采用独特的配方和优化的固化工艺。正极活性物质抗软化能力强,深循环寿命好,活性物质利用率高;负极铅膏抗硫化能力强,容量衰减率低,低温启动性能好。

2、正极板栅采用新型特制合金和合理的结构设计,抗腐蚀性能好,电流分布合理,与活性物质结合紧密,大电流性能和充电接受能力强。

3、采用新型电解液添加剂,电池的析氢、析氧过电位高,电池不易失水。

4、当电池在频繁的瞬时大电流充放电工作时,主要由具有电容特性的炭材料释放或接收电流,抑制铅酸电池的"负极硫酸盐化",有效地延长了电池使用寿命;

5、当电池处于长时间小电流工作时,主要由海绵铅负极工作,持续提供能量;

6、Lead-carbon超级复合电极高碳含量的介入,使电极具有比传统铅酸电池有更好的低温启动能力、充电接受能力和大电流充放电性能。

性能方面,铅炭电池同时具有铅酸电池和电容器的特点。活性炭的加入,提升了电池的功率密度,延长了循环寿命,同时由于活性炭占据了部分电极空间,导致能量密度降低,也可能增加电极析气量。在工艺方面,活性炭的加入,增加了调浆和极片涂布难度。总体而言,铅炭电池性能优于普通铅酸电池,是一种先进铅酸电池,也是铅酸电池技术发展的主流方向。

主要问题

铅炭电池铅酸电池能量密集度高,适合作为太阳能和风能储能的后备选项。铅炭电池的推广也面临着成本问题。铅炭电池的成本费用需要降低成本至每千瓦小时150-200美元才可行。

1.高碳铅酸电池的炭材料添加量为4%以上,对于普通的铅酸电池,碳材料的添加量为0.2%以下。那么对于铅炭电池碳材料的最佳添加量是一个有待探讨的问题。

2.铅粉和碳材料的混合,以何种方式加入才能使碳材料与铅粉均匀混合,且能够保证负极铅-炭混合材料涂膏的稳固性,极板和铅膏的结合能力,达到保证负极板的强度要求。

3.在进行外化成后,负极板表面有炭材料析出,出现板栅膨胀变形现象。

4.炭材料的加入会加剧负极析氢问题,使蓄电池失水严重,免维持性能降低,导致蓄电池失效模式发生改变。

5.炭材料和铅粉密度相差非常大,添加后负极板的孔隙率大幅度上升,负极易被氧化。

解决方案

这电池技术的进一步研究都至关重要,在材料、设计和工程系统上的改进和成本上的降低都是很必要的。

1.若要使铅炭电池具有超级电容的效果,炭材料的添加量一定要大于4%,国内外研究表明炭材料的添加量可以达到10%~20%。

2.若保证负极铅-炭混合材料涂膏的稳固性、极板和铅膏的结合能力,必须加入适用于铅酸电池的粘结剂,例如PTFE,CMC,氯丁橡胶等。

3.要保证负极板的强度,首先在和膏时要保证铅膏湿密度,铅膏湿密度在4.2~4.5g/cm3最佳。加入适量粘结剂或短纤维,采用机器涂膏以增加涂膏压力都可以达到保证极板强度的目的。

4.为防止化成时炭材料的损失和板栅膨胀变形,可以采用内化成工艺,注意内化成的电流设计工艺应适当进行调整。

5)对于负极析氢问题,可以向负极活性物质中添加适量的抑制析氢添加剂,例如氧化银,锌的化合物等。

6)在防止负极氧化方面,可以采取内化成工艺:若是做外化成,则要适当延长无氧干燥时间。

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