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阀控式铅酸蓄电池的基本结构[2015-04-18]

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    构成阀控铅酸蓄电池的主要部件是正负极板、电解液、隔膜、电池壳和盖、安全阀,此外还一些零件如端子、连接条、极柱等。  阀控式铅酸蓄电池的设计 1 板栅合金的选择  参加电池反应的活性物质铅和二氧化铅是疏松的多孔体,需要固定在载体上。通常,用铅或铅基合金制成的栅栏片状物为载体,使活性物质固定在其中,这种物体称之为板栅。它的作用是支撑活性物质并传输电流。 1.1正板栅合金  阀控电池是一种新型电池,使用过程中不用加酸加水维护,要求正板栅合金耐腐蚀性好,自放电小,不同厂家采用的正板栅合金并不完全相同,主要有:铅—钙、铅—钙—锡,铅—钙—锡—铝、铅—锑—镉等。不同合金性能不同,铅—钙。铅—钙—锡合金具有良好的浮充性能,但铅钙合金易形成致密的硫酸铅和硫酸钙阻挡层使电池早期失效,合金抗蠕变性差,不适合循环使用。铅-钙-锡-铝、铅-锑-镉各方面性能相对比较好,既适合浮充使用,又适合循环使用。 1.2负板栅合金  阀控电池负板栅合金一般采用铅-钙合金,尽量减少析氢量。 2板栅厚度      正极板厚度决定电池寿命,极板厚度与电池预计寿命的关系见下表:       正板栅厚度(mm)循环寿命(次)        [10h率80%放电深度,25℃]预计浮充寿命(年)       (正常浮充使用)       2.01502       3.02574       3.44006       4.580012  3 正负极活性物质比例  铅酸蓄电池设计上正负极活性物质利用率一般按30—33%计算,正负极活性物质比例为1:1,实际应用中,负极活性物质利用率一般比正极高,对于阀控铅酸蓄电池,考虑到氧再化合的需要,负极活性物质设计过量,一般宜为1:1.0—1.2。 4 隔膜的选择      阀控铅酸蓄电池中隔膜采用的是玻璃纤维棉,应该具有如下特征:      ①优良的耐酸性能和抗氧化能力;    ②厚度均匀一致,外观无针孔、无机械杂质;     ③孔径小且孔率大;                ④优良的吸收和保留电解液能力;      ⑤电阻小;                        ⑥具有一定的机械强度,以保证工艺操作要求;     ⑦杂质含量低,尤其是铁、铜的含量要低。 5 壳盖结构和材料选择  阀控电池壳盖结构设计主要是强度设计,散热设计和盖上的极柱密封设计。强度设计要求电池外壁在紧装配和承受内气压时外壁不应有明显的气胀变形,对于PP外壳,应加钢壳加固,对于2V系列电池,ABS和PVC外壳,壁厚一般要达到8—10mm。散热设计要求电池外壳散热面积大、材料导热性好且壁厚越薄越好。壳体结构
    相对比较简单,只需考虑强度和盖子封装配合即可。 6 壳盖密封和极柱密封结构      电池壳盖密封分为热封和胶封,热封是最可靠的密封方式,PP材料采用热封,ABS和PVC材料一般采用胶封,胶封关键是要采用合适的环氧树脂。      极柱密封技术是阀控电池生产的一项关键技术,不同的厂家采用的方式不完全相同。  7 电解液      阀控电池电解液中硫酸含量一般按理论量的1.5倍设计,电解液比重一般为1.30g/m1左右。 8 安全阀      安全阀是阀控电池的一个关键部件,安全阀质量的好坏直接影响电池使用寿命,均匀性和安全性。根据有关标准和阀控电池的使用情况,安全阀应满足如下技术条件:     ①单向开阀;      ②单向密封,可防止空气进入电池内部;      ③同一组电池各安全阀之间的开闭压力之差不应超过平均值的20%;     ④寿命不应低于15年;      ⑤滤酸,可防止酸和酸雾从安全阀排气口排出;     ⑥隔爆,电池外部遇明火时电池内部不应引爆;      ⑦抗震,在运输和使用期间,安全阀不会因震动和多次开闭而松动失效;     ⑧耐酸;      ⑨耐高、低温。  目前市场使用的安全阀主要有:柱式、帽式和伞形安全阀,其结构见下面示意图。

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