鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1421次 | 2018年12月08日
電池性能取決于板柵材料!鋰電池短期內(nèi)取代鉛酸電池幾乎不可能!
電池制造業(yè)在我國既是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),又是新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,是電動(dòng)車的動(dòng)力源。電池按電極材料和工作原理的不同,主要分為鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等四大類。其中,鉛酸電池具有性價(jià)比高、容量大、功率高、壽命長、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),是目前世界上產(chǎn)量最大、用途最廣的一種電池,而鋰電池憑借能量密度高的優(yōu)勢逐步占據(jù)一定的市場份額。
鉛酸電池由正極板、負(fù)極板、隔板、電解液、塑料槽等組成。正極活性物質(zhì)為二氧化鉛(PbO2),負(fù)極活性物質(zhì)是鉛(Pb),電解液是稀硫酸,正負(fù)極之間由隔板隔開,電解液中的離子可以通過隔板中的微孔,電極上的電子不能通過隔板。電池放電后,正極板的活性物質(zhì)二氧化鉛(PbO2)轉(zhuǎn)化成硫酸鉛(PbSO4)附著在正極板上,負(fù)極活性物質(zhì)鉛(Pb)也轉(zhuǎn)化成硫酸鉛(PbSO4)附著在負(fù)極上,電解液中的硫酸擴(kuò)散到極板中去,電解液的濃度降低。電池在充電時(shí),發(fā)生相反的反應(yīng)。通過充電、放電反應(yīng),電池可以反復(fù)使用,直到儲(chǔ)存的容量達(dá)不到電器的要求時(shí),壽命終止。
作為傳導(dǎo)電流和支撐活性物質(zhì)的板柵,是電池中最重要的部件,自從鉛酸電池問世以來,經(jīng)歷了許多技術(shù)上的改進(jìn)。下面我們一起來普及一下知識——
1、傳統(tǒng)的鉛酸電池采用鉛銻合金制成正極板柵。鉛銻合金抗拉強(qiáng)度、延展性、硬度及晶粒細(xì)化作用明顯優(yōu)于純鉛極板、板柵在制造中不易變形;其熔點(diǎn)和收縮率低于純鉛,具有優(yōu)良的鑄造性能;鉛銻合金比純鉛具有更低的熱膨脹系數(shù),在充電循環(huán)使用期間,板柵不易變形。最重要的是鉛銻合金能有效改善板柵與活性物質(zhì)之間的粘附性,增強(qiáng)了板柵與活性物質(zhì)之間的“裹附力”,有利于鉛電池循環(huán)充放壽命,同時(shí)銻是二氧化鉛成核的催化劑,阻止了活性物質(zhì)晶粒的長大,使活性物質(zhì)不易脫落,提高了電池的容量和壽命。
2、免維護(hù)電池最普遍使用的板柵材料是鉛鈣合金。鉛鈣合金為沉淀硬化型,為了提高鉛鈣合金的鑄造性能,并改善電池的深放循環(huán)能力,可采用加錫、鋁的Pb-Ca-Sn-Al合金。了提高合金的耐蠕變能力,改善電池的深放電循環(huán)充放性能,人們又研究了加了銀的Pb-Ca-Sn-Ag合金,再后來加入了鎘元素,鎘環(huán)保問題目前已經(jīng)被禁止添加。
從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看,板柵材料的發(fā)展有3個(gè)方向:①快速冷卻合金;②輕型板柵,③雙極性板柵。板柵材料也決定了電池的價(jià)格和性能,而鉛酸電池也將會(huì)在很長時(shí)間內(nèi)成為電動(dòng)車行業(yè)主流配置。