CN103700812A - 耐高温深循环铅酸蓄电池 - Google Patents

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马向民
毕广春
魏鹏飞
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Abstract

本发明提供一种耐高温深循环铅酸蓄电池，其正板栅合金采用耐高温腐蚀和防失水的含银合金，在正极铅膏配方中添加稀土氧化物三氧化二钇，负极铅膏配方中添加具有耐高温、防氧化的混和膨胀剂。电池壳体和上盖材料为耐高温的PC/ABS合金塑料。为满足电池紧装配要求，极群入壳时捆绑打包，以保证电池在使用期间极群装配压力不发生明显变化。该电池能有效提高耐高温深循环性能和使用寿命，适合45℃以上环境中应用。

Description

耐高温深循环铅酸蓄电池
技术领域
本发明涉及一种耐高温深循环铅酸蓄电池，主要应用于通信、邮电、银行等场所，作为化学电源使用。
背景技术
通常情况下，环境温度每上升10℃，普通的铅酸蓄电池的使用寿命将缩短一半。在通信基站和机房内，因电源设备及电池在使用过程中均会产生大量的热，为提高电池的使用寿命，基站与机房内均配有空调设施以保证电池环境温度在25℃左右（一般不超过28℃）。站点空调设施长期处于工作状态，造成机房总能耗的45％用于空调等配套设备。因此，如何提高电池对环境温度的适应性，提供满足45℃左右的环境下正常使用的高温深循环电池（简称高温电池），是通信行业节能减排的主要措施和途径之一。
影响电池高温性能的因素很多，主要包括：电池板栅合金组成、正负极铅膏配方、极群的装配压力、壳体材料等。实践表明：现有铅酸蓄电池在材料、配方、工艺、结构等方面均有一定缺陷，不能满足高温环境下（45℃左右）、深循环使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能满足高温环境使用，具有优良深循环性能和使用寿命的耐高温深循环铅酸蓄电池。
本发明的技术方案是：耐高温深循环铅酸蓄电池，包括板栅、铅膏、外壳，其改进之处是所述板栅中的正极板栅采用铅钙锡铝银五元合金，按重量百分比，各成分含量为：钙0.05%～0.06%，锡1.0%～1.2%，铝0.004%～0.02%，银0.01%～0.1%，其余为铝；所述铅膏的正极铅膏中添加重量百分比为1.0%～2.0%的三氧化二钇，负极铅膏中添加重量百分比为0.20%～0.50%的高纯腐植酸和1.5%～2.0%的超细硫酸钡。
电池的极群用PE扎带捆绑打包；外壳中的壳体和上盖采用耐高温的PC/ABS合金塑料。
本发明高温电池其正极板栅合金为铅钙锡铝合金中添加元素银，试验表明，银的添加可以显著提高板栅晶相的均匀性和致密性，从而提高板栅的耐腐蚀性能；
所述的高温电池正极铅膏中添加稀土氧化物三氧化二钇（Y2O3），可以显著提高正极的吸氧过电位，减少副反应的发生，从而降低电池热量的产生和失水速度；负极铅膏中使用耐高温的混和膨胀剂（硫酸钡和高纯腐蚀酸），可以有效地防止在高温条件下，膨胀剂在电解液中析出和有机膨胀剂的氧化失效；
所述的高温电池其极群在压缩状态下捆绑打包，使极群在使用期间具备一定的装配压力，以提高电池的深循环性能和使用寿命。打包好的极群用塑料薄膜包覆后入壳；
所述的高温电池其壳体与上盖材料均使用耐高温PC/ABS合金塑料，在45℃以上环境中，使用性能好，寿命长。
附图说明
图1本发明耐高温深循环铅酸蓄电池结构示意图。
    图中，1-板栅，2-铅膏，3-极板，4-扎带，5-壳体，6-上盖。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明：
实施例一
1、板栅1中的正板栅使用铅钙锡铝银五元合金，在现有铅钙锡铝合金中添加银，银含量占合金总重量的0.03%。铅膏2中的正极铅膏在现有正极铅膏中添加1.3%（重量百分含量，下同）的超细稀土氧化物Y2O3，将干粉预混合45min～60min后再加水、加酸进行湿混；负极铅膏在现有负极铅膏中添加0.3%的高纯腐植酸和1.5%的无机膨胀剂超细硫酸钡，板栅涂膏后制成极板3。
2、将固化、干燥好的正负极板按照6正7负,包膜组群，合计装配2V200Ah电池28只。极群在专用打包机上预压，设定装配压力80kPa，沿极板上下打2道扎带4，并大致位于极板的1/3和2/3处；
3、打包好的极群在入壳前包覆一层0.2mm左右的塑料薄膜，壳体5与上盖6材料选用耐高温的PC/ABS合金材料；
4、其他未涉及工序与正常铅酸蓄电池生产工艺一致。
5、电池检测：
a.45℃，60%DOD循环：取6只电池串联，在45℃的环境下，按照2.35V/只恒压，限流40A充电8h，以40A恒流放电4h为一个循环。高温电池合计循环1500次，同时进行循环对比的普通电池在800次左右结束。试验测试数据表明高温电池的高温深循环性能为普通电池的1.87倍。
b.60℃，加速浮充寿命测试：取6只电池，在60℃的环境下，按照2.25V/只恒压，限流20A充电30天为一个周期，浮充结束后进行容检。高温电池进行了19次大循环，同时进行循环对比的普通电池10次结束，高温电池的高温浮充性能为普通电池的1.9倍。
衡量电池高温性能，主要有两个关键指标——高温加速浮充寿命和高温深循环寿命，高温电池的检测数据均明显优于普通电池，这说明，通过新材料、新工艺、新结构的应用，可以显著提高铅酸蓄电池的高温深循环性能。
实施例二：以最为通用的型号2V500Ah电池为例：
正极板栅银含量为合金总重量的0.05%，正极铅膏配方中的Y2O3比例为1.5%，其余工艺参照实施例一，进行小批量试制，合计装配150只2V500Ah电池。与普通的同型号电池相比，电池的容量及一致性均好于普通电池。60℃高温浮充已进行13次，容量下降4.6%，预计大循环次数将达到20次左右；45℃，60%DOD高温浮充已进行1200次，容量衰减1.8%，预计循环次数解接近2000次，产品检测情况与实施例一中高温电池性能基本一致，产品的高温性能表现也较为优异。

Claims (3)

1.一种耐高温深循环铅酸蓄电池，包括板栅、铅膏、外壳，其特征是所述板栅中的正极板栅采用铅钙锡铝银五元合金，按重量百分比，各成分含量为：钙0.05%～0.06%，锡1.0%～1.2%，铝0.004%～0.02%，银0.01%～0.1%，其余为铝；所述铅膏的正极铅膏中添加重量百分比为1.0%～2.0%的三氧化二钇，负极铅膏中添加重量百分比为0.20%～0.50%的高纯腐植酸和1.5%～2.0%的超细硫酸钡。
2.根据权利要求1所述的耐高温深循环铅酸蓄电池，其特征在于电池的极群用PE扎带捆绑打包。
3.根据权利要求1所述的耐高温深循环铅酸蓄电池，其特征在于外壳中的壳体和上盖采用耐高温的PC/ABS合金塑料。
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