CN103700893A - 耐高温中密电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐高温中密电池，其正极板铅膏中添加天然能元素，在铅膏和制时所用纯水需经过负离子处理。电池极板平行于壳体底面，即平行于地面放置，电池壳体采用耐高温PPO材料。本发明电池适合45℃以上高温环境使用，其高温浮充和高温循环性能有明显提升。

Description

耐高温中密电池
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池，具体讲是一种新型耐高温中密电池。
背景技术
目前，阀控密封铅酸蓄电池技术取得了较大的发展，在通信行业得到了广泛应用，为通信行业的发展起到重要的支柱作用。随着城市集中度的不断提高，成块整体面积的蓄电池机房已经逐步取消，微蜂窝的无线集成分布式基站技术应运而生，蓄电池环境温度也从原来的25℃上升至45℃。传统中型密封电池在高温环境下寿命会下降75%；目前，中密电池无法满足高温应用场景的使用要求，因此迫切需要研制一种新型的耐高温中密电池。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有的中密电池耐高温性能不足的缺陷,提供一种耐高温性能好、使用寿命长的耐高温中密电池。
本发明的技术方案是：耐高温中密电池，包括极板和壳体，极板由板栅涂上铅膏后形成，其改进之处是所述极板在壳体中平行于壳体底面放置，所述铅膏的正极铅膏中添加天然能元素，该正极铅膏的成分及重量百分比为：红丹11%～13%，硫酸6.2%～7.0%，短纤维0.05%～0.15%，纯水8%～12%，天然能元素0.2%～1.0%，其余为铅粉，其中，所用纯水经过负离子处理。
所述壳体采用耐高温PPO材料；所述天然能元素为钛酸锶；所述硫酸密度为1.400g/cm3。
本发明中极板平行于壳体底面，即使用状态下，极板平行于地面。该结构能够有效减小单位面积的电流承载，延长腐蚀寿命；提高中密电池各单体的均匀性；解决现有中密电池极板垂直于地面的酸液分层现象，提高从电接受能力，减少负极板在高温环境中盐化，提高耐高温中密电池的使用寿命。
在正极铅膏中添加0.2～1%的天然能元素和使用负离子水进行和膏，使铅膏的孔隙率更均匀，有效减小在高温使用环境中极板活性物质的体积膨胀系数，增加活性物质对板栅的保护，减小电池内阻，减少正极活性物质膨胀对电池装配的破坏。
采用耐高温的PPO壳体，提高耐高温性能，减小壳体的高温变形，保持电池极群的装配压力，减少失水，延长电池使用寿命。
附图说明
图1为本发明耐高温中密电池示意图。
图中，1-极板，2-汇流排，3-电池单格，4-水平地面。
具体实施方式
 下面通过实施例进一步说明本发明及其有益效果。
参见图1，实施例中的电池由六个单格3构成，每个单格中，极板1平行于壳体底面，即平行于使用时的水平地面4，汇流排2分别将正、负极板连接在一起。电池的制作和对比测试如下：
例一、在正极铅膏中添加0.5%的钛酸锶，并使用负离子水进行和制，正极铅膏的成分及重量百分比为：红丹12%，硫酸（1.4g/cm3）6.7%，短纤维（4d～6d）0.1%，负离子水10%，钛酸锶0.5%，其余为铅粉。采用耐高温的PPO壳体材料，正负极板平行于壳体底面，极群采用极板平行于地面的排列方式，其余参照现行的中密电池正常生产工艺进行，试制作新型耐高温中密40Ah电池10只，与10只正常中密40Ah电池同时同路上线化成；在线电池容量均合格，下线后该电池各取2只进行高温浮充对比试验，各取4只进行45℃60%DOD循环试验，各取一只进行65℃极限高温对比试验，各取一只进行耐短路能力对比测试。剩余2只电池进行试验过程的备样。本次对比测试充放设备均为张家港金帆电源μC-CF30微电脑循环充放电测试仪，电流精度±0.5%，两个并行回来同时同环境进行，高温环境为上海试验仪器厂（常温～300℃）高温箱，温度精度±0.5℃。
1、耐极限高温
取试验样品和正常电池在65℃±2℃环境中以浮充电压恒压充电15天；降温至25℃±2℃；新型耐高温中密电池容量出现上升为首次的106%；正常电池容量为首次的97%，,正常电池出现壳体宽度方向明显鼓胀，新型耐高温中密电池外观无明显的异常；本发明提高了中密电池在高温环境的适用性。
2、耐短路能力
在45℃±2℃环境中将新型耐高温中密电池和正常对比电池；使用10小时率电流，放电至0V，使用导线短接24小时，以浮充电压恒压充电48小时，检测10十小时率容量；以上述方式进行循环试验，正常电池在8次时电池失效，无法发现，新型耐高温中密电池进行至15次，10小时率容量仍然大于额定容量；解剖进行分析，正常电池正极板膨胀，导致铅膏刺破隔膜短路。新型耐高温中密电池在高温环境的耐短路能力明显优于正常电池。
3、45℃60%DOD循环试验
各取4只新型耐高温中密电池和正常电池分别串联进行高温循环对比试验，在45℃±2℃环境中，以0.2C10电流放电3小时，以恒压2.35V/单体，限流0.15C10A充电6小时，为1个小循环；每30个小循环放电后恒压充电时间延长至12小时；每60个小循环进行一次10小时率容量检测，当电池组10小时率容量小于额定容量60%，寿命终止。
 参加试验的正常电池，当进行了33次小循环后，放电终止电压低于终止电压，10小时率容量检测电池剩余容量低于额定容量60%，寿命终止。
新型耐高温中密电池进行了120次循环，检测10小时率剩余，为额定容量的119%。
按照上述制式在高温环境中，新型耐高温中密电池的循环性能远高于正常电池，本发明提高了中密电池在高温环境的循环性能。
4、高温浮充
各取2只电池，依据YD/T799标准的高温浮充，在60℃±2℃环境中进行高温对比试验。循环制式：对蓄电池以恒压2.25V/单体，限流0.1C10A电流连续浮充30天，将蓄电池组取出，在25℃±2℃环境中进行3小时率容量检测，为1个循环，直至蓄电池容量低于3小时率额定容量的80%，寿命试验终止。
按照上述标准的方法进行高温浮充寿命试验对比测试，直至蓄电池容量低于3小时率额定容量的80%时，正常电池进行4次寿命终止，新型耐高温中密电池进行了8次循环。
从上述试验结果可以看出，采用本发明例一制作的电池耐极限高温、耐短路能力、高温循环（45℃60%DOD循环试验）、高温浮充寿命均有明显提升，能够适应在高温环境下使用。
例二、在正极铅膏中添加0.3%的天然能元素钛酸锶，并使用负离子水进行和制，采用耐高温的PPO壳体材料，其余制作工艺同例一。制作32只6V210新型耐高温中密电池，分为4组分别进行高温浮充和高温循环试验，高温浮充寿命较正常同类电池延长一倍以上，高温循环性能提升超过三倍，也得到了同样的效果。

Claims (4)

1.一种耐高温中密电池，包括极板和壳体，极板由板栅涂上铅膏后形成，其特征是所述极板在壳体中平行于壳体底面放置，所述铅膏的正极铅膏中添加天然能元素，该正极铅膏的成分及重量百分比为：红丹11%～13%，硫酸6.2%～7.0%，短纤维0.05%～0.15%，纯水8%～12%，天然能元素0.2%～1.0%，其余为铅粉，其中，所用纯水经过负离子处理。
2.按权利要求1所述的耐高温中密电池，其特征是所述壳体采用耐高温PPO材料。
3.按权利要求1所述的耐高温中密电池，其特征是所述天然能元素为钛酸锶。
4.按权利要求1所述的耐高温中密电池，其特征是所述硫酸密度为1.400g/cm3。
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