CN101222048A - 储能用高能量密封免维护铅酸蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种储能用高能量密封免维护铅酸蓄电池。用该发明生产的2V系列风能系统储能用铅酸蓄电池的容量是JB/T 9653－1999标准要求的2.55倍实现了铅酸蓄电池的高能量，可节约30％以上的原材料。

Description

储能用高能量密封免维护铅酸蓄电池
技术领域：本发明提出一种储能用高能量密封免维护铅酸蓄电池，属新型能源领域。
背景技术：集能源与环保于一身的风力发电已成为世界很多国家争相发展的项目。我国也投入巨资发展风力发电。风力发电已不仅仅局限于我国的西北地区，在东南沿海及高纬度的风力资源丰富的地区都在建立风力发电站。风力发电主要分为并网型风能发电站和离网型风力发电站，一般大型风力发电站采用并网型，中小型风力发电采用离网型。我国目前以中小型风力发电站为多，离网型风力发电站主要装备之一是储能电池，目前多采用铅酸蓄电池，按照JB/T9653-1999标准要求，铅酸蓄电池的重量比能量仅为28.6Wh/kg，体积比能量仅为60.2Wh/dm3，这不仅影响电池的使用性能，而且要消耗大量的原材料。本发明提出一种储能用高能量密封免维护铅酸蓄电池，该电池的重量比能量达到50Wh/kg，体积比能量146Wh/dm3，在确保风力发电系统使用的同时，节约原材料30％，本发明的目的是这样实现的。
发明内容：一种储能用高能量密封免维护铅酸蓄电池，其特征在于：
该电池正极板栅合金成份为：
100kg正极板栅合金材料中，含有0.8～2.2％Sb，0.01～0.5％As，0.001～0.05％Ce，0.002～0.05％Ag，0.001～0.5％Cu，0.01～0.5％Bi；其余为纯Pb；将上述合金材料在溶铅炉中熔化；
正极板栅尺寸宽为A，高为B，厚为H，该电池的正极板栅采用双片结构，将设计厚度为H的正板栅减去0.5mm后平分成两片，厚度为H′；
H′＝(H-0.5)÷2；
将熔化后的正极板栅合金浇铸于正板栅模具制成，宽为A，高为B，厚为H′的正板栅；
该电池正极活性物质组合物为：
100kg铅粉，加入15L比重为1.08～1.25g/cm3的硫酸溶液，加入异性石墨100～1000g，加入CoSO4100～800g，加入晴纶短纤维100～500g，加入Al2O3粉末100～800g，加入Picconol A500 100～800g；
将正极活性物质组合物在合膏机中搅拌均匀涂于正极板栅上，经过固化、化成、制为正极板；
制成一个厚度为0.5mm的塑料框，塑料框的宽度与正板栅边框宽度相同；塑料框的宽与高与板栅的宽与高相同，在塑料框两边涂上粘合剂，将两片厚度为H′的正极板，粘在塑料框的两侧(如图)，形成一个中间留有0.5mm间隙，两边是厚度为H′的正极板；在0.5mm间隙内放入一个带孔的塑料片，塑料片的厚度为0.1mm，在塑料片的孔内填充玻璃纤维棉。制成一片厚度为H的正极板，在组装电池后，注入的硫酸电解液充满0.5mm的间隙。
该电池负极板栅合金材料成份为：
100kg负极板栅合金材料中含有0.01～0.5％Ca，0.01～0.5％Al，0.01～0.5％Cu，0.01～0.5％Bi，0.01～1.5％Sn，其余为纯铅；
负极板栅尺寸为宽A，高B，厚C；将负极板栅合金在溶铅炉中熔化浇铸于负极板栅模具中制成负极板栅；
该电池负极活性物质组合物为：
100kg铅粉，加入12L比重为1.1～1.3g/cm3的硫酸溶液，加入100～800g硫酸钡，加入100～800g腐殖酸，加入100～900g Lignosol TSD，加入100～600g晴纶短纤维，加入Alkanol XC100～900g；
将负极活性物质在合膏机中搅拌均匀，涂于负极板栅，经过固化、化成、制成负极板。
将制备得好正负极板中间加入隔膜，组装成电池，注入电解液；
电解液的成份为：比重1.26～1.32g/cm3的硫酸溶液中，加入1％的磷酸，加入0.05～0.1％CdSO4，加入0.01～0.1％Na2SO4，加入0.01～0.1％ZnSO4。
附图说明：
图1：尺寸为A B H′的板栅；
图2：尺寸为A B H′的正极板；
图3：厚度为0.5mm的塑料框，塑料框的宽度a和板栅边框宽度相同；
图4：厚度为0.1mm带孔的塑料片，孔径Φ1～4mm，孔占塑料面积的50％；
图5：在塑料框两边图粘合剂，将两片厚度为H′的正极板粘在两侧；
图6：在0.5mm的间隙加入带孔塑料片，塑料片的孔内填充玻璃纤维棉，成为一片厚度为H的正极板。
具体实施方式：
实施例：
制作2V588Ah风能发电储能电池，采用JB/T9653-1999标准中规定型号2V588Ah电池外壳。第一步，铸造正极板栅，尺寸为460mm×190mm×2mm，正极板栅合金的成份为：100kg合金中含有1.2％Sb，0.15％As，0.05％Ce，0.02％Ag，0.05％Cu，0.1％Bi，其余为纯Pb。
正极活性物质组合物为：100kg铅粉中加入比重为1.18g/cm3的硫酸溶液12L，加入异性石墨500g，加入CoSO4600g，加入晴纶短纤维300g，加入Al2O3 400g，加入Picconol A500 500g，在合膏机中搅拌均匀涂于正极板栅，经过固化，化成后成为正极板。
用0.5mm厚的塑料做一个框，框的宽度与板栅边框尺寸相同为2mm，塑料框高460mm宽200mm在塑料框两侧涂上粘合剂，将两片厚度为2mm的正极板粘在塑料框两侧，在中间0.5mm间隙中插入一个带孔的塑料片，孔的直径Φ3mm，孔占塑料片面积的50％。塑料片的厚度为0.1mm，在塑料片的孔内装入玻璃纤维棉，制成一个厚度为4.5mm的正极板。
负极板栅合金为：100kg合金中，含有120gCa，20gCu，20Al，1000gSn，150gBi，40gCe，其余为纯Pb。在合金炉中熔化后，铸成负极板栅。
负极活性物质组合物为100kg铅粉，加入700g硫酸钡，600g腐植酸，500gLignosol TSD，600g Alkanol XC，300g晴纶短纤维，经过固化、化成、干燥成的负极板。
将14片正极板和15片负极板中间加入1.6mm厚的隔膜，组装成电池，将上盖密封后，加入比重为1.29g/cm3的硫酸溶液，硫酸溶液中含1％的磷酸，0.08％的CaSO4，0.02％Na2SO4，0.03％ZnSO4，经测试，电池的容量达到1500Ah，比标准要求的588Ah高出155％。

Claims (1)

1.一种储能用高能量密封免维护铅酸蓄电池，其特征在于：
该电池正极板栅合金成份为：
100kg正极板栅合金材料中，含有0.8～2.2％Sb，0.01～0.5％As，0.001～0.05％Ce，0.002～0.05％Ag，0.001～0.5％Cu，0.01～0.5％Bi；其余为纯Pb；将上述合金材料在溶铅炉中熔化；
正极板栅尺寸宽为A，高为B，厚为H，该电池的正极板栅采用双片结构，将设计厚度为H的正板栅减去0.5mm后平分成两片，厚度为H′；
H′＝(H-0.5)÷2；
将熔化后的正极板栅合金浇铸于正板栅模具制成，宽为A，高为B，厚为H′的正板栅；
该电池正极活性物质组合物为：
100kg铅粉，加入15L比重为1.08～1.25g/cm3的硫酸溶液，加入异性石墨100～1000g，加入CoSO4100～800g，加入晴纶短纤维100～500g，加入Al2O3粉末100～800g，加入Picconol A500 100～800g；
将正极活性物质组合物在合膏机中搅拌均匀涂于正极板栅上，经过固化、化成、制为正极板；
制成一个厚度为0.5mm的塑料框，塑料框的宽度与正板栅边框宽度相同；塑料框的宽与高与板栅的宽与高相同，在塑料框两边涂上粘合剂，将两片厚度为H′的正极板，粘在塑料框的两侧(如图)，形成一个中间留有0.5mm间隙，两边是厚度为H′的正极板；在0.5mm间隙内放入一个带孔的塑料片，塑料片的厚度为0.1mm，在塑料片的孔内填充玻璃纤维棉；制成一片厚度为H的正极板，在组装电池后，注入的硫酸电解液充满0.5mm的间隙；
该电池负极板栅合金材料成份为：
100kg负极板栅合金材料中含有0.01～0.5％Ca，0.01～0.5％Al，0.01～0.5％Cu，0.01～0.5％Bi，0.01～1.5％Sn，其余为纯铅；
负极板栅尺寸为宽A，高B，厚C，将负极板栅合金在溶铅炉中熔化浇铸于负极板栅模具中制成负极板栅；
该电池负极活性物质组合物为：
100kg铅粉，加入12L比重为1.1～1.3g/cm3的硫酸溶液，加入100～800g硫酸钡，加入100～800g腐殖酸，加入100～900g Lignosol TSD，加入100～600g晴纶短纤维，加入Alkanol XC100～900g；
将负极活性物质在合膏机中搅拌均匀，涂于负极板栅，经过固化、化成、制成负极板；
将制备得好正负极板中间加入隔膜，组装成电池，注入电解液；
电解液的成份为：比重1.26～1.32g/cm3的硫酸溶液中，加入1％的磷酸，加入0.05～0.1％CdSO4，加入0.01～0.1％Na2SO4，加入0.01～0.1％ZnSO4。
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