卷绕式纯铅电池介绍.ppt
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1、卷绕式纯铅蓄电池产品介绍卷绕式纯铅蓄电池产品介绍2013年年6月月双登集团股份有限公司双登集团股份有限公司目目 录录一、卷绕纯铅电池的开发背景二、卷绕纯铅电池的设计开发思路三、卷绕纯铅电池的特点与应用案例四、双登纯铅卷绕电池配套设备汇报一、一、卷绕电池的开发背景卷绕电池的开发背景 随着科技与时代进步,世界各国对环境问题及能源问题越来越重视,我国明确制定了十二五节能减排目标,各大通信运营商积极响应,也制定了各种措施减少能源消耗。其中室外基站因其投资少、占地面积小、环境要求低被各通信运营商广泛应用。但随着使用数量与时间的增加,室外一体化基站中电池的过早失效也成为一个较为严重的问题 目前,为了解决这
2、一问题,各运营商均在室外基站引入了通信用磷酸铁锂电池。但该电池目前还存在性能不稳定、价格高、与系统兼容等方面问题。为此,双登集团根据实际应用要求同时推出了成本相对更低、性能更可靠的卷绕式纯铅电池,可有效解决上述问题,对室外站的大量推广,实际节能减排意义重大。1 1 蓄电池在室外站的使用环境蓄电池在室外站的使用环境 蓄电池在室外室的工作环境非常恶劣:(1)电池直接放在室外机柜中,没有空调。在南方,夏天机柜内温度可能会高达60以上。而在北方,冬天温度又可能会在-20以下。(2)供电条件相对较差,停电频繁,而且常常会出现充电不足即放电的情况,在部分特殊地区近乎于循环使用。2 2 蓄电池主要失效原因蓄
3、电池主要失效原因(1)高温下,易发生失水、热失控导致电池鼓胀失效 当环境温度提高时,在正极上的析氧、析氢等副反应的速度将明显加速,有更多的氧气抵达负极进行氧复合反应,这时又会放出更多的热量,使电池内温度进一步提升,形成一个恶性循环,最终导致电池干涸或发生电池壳体软化鼓胀变形失效。(2)低温下,电池再充电困难,易造成负极硫酸盐化,使电池容量快速下降。(3)恶劣的电网条件下,电池频繁充放循环导致正极活性物质很快软化,容量发生衰减。(4)高温下,正板栅腐蚀速度加快,引起失效 从以下分析可以看出,铅酸蓄电池中正板栅一直于热力学不稳定态,易被腐蚀。正极的平衡电极电势由硫酸的活度所决定,即其中 (氢标)。
4、充电时正极电势高于1.655V,放电态的PbSO4将氧化为PbO2,放电时则低于此值。铅基合金在H2SO4溶液中建立混合电势,可近似视为铅在H2SO4溶液中建立的平衡:从上式可以看出,只有当电势负于-0.3V时铅及其合金才处于稳定状态。而在电池充电进,电极电势远远超过-0.3V,因此铅及其合金将被氧化为PbO2而发生板栅腐蚀。根据Arrhenius公式,温度每升高10,正板栅腐蚀速度将提高一倍,电池的浮充寿命也将减半。1973年Gates发明世界第一块AGM阀控电池就是卷绕结构,但由于生产工艺复杂,无法自动化生产,没能快速产业化。由于新的应用要求与自动化生产设备的出现,美国先进电池联合会(AL
5、ABC)于2000年后又开始重新卷绕电池进行深入研发,到2002年美国ENERSYS、江森Optima、新加坡GP(Bolder)、EXIDE等公司均推出了各系列新型卷绕式铅酸蓄电池。我公司年产50万只卷绕电池的生产线也于2010年投产,为国内首家。二二、卷绕式纯铅电池的设计开、卷绕式纯铅电池的设计开发思路发思路1、卷绕式纯铅电池结构2、卷绕电池的设计理念 所谓卷绕电池不是简单的将电极进行卷绕就行了,它的制作工艺中引入了许多新的设计理念:(1)引入冷压板栅的理念;(2)引入极板履盖pasting paper的理念;(3)引入酸控容量的理念;(4)引入高开阀压力的理念;(5)引入高装配压力的理念
6、。(1)为解决正板栅耐腐蚀问题,采用连轧连冲的板栅制作技术。(a)冷轧冲孔(5:1);(b)浇铸 图 Pb-1%Sn合金的微观结构图3、卷绕式纯铅电池的设计思路 (a)冷轧冲孔(5:1);(b)浇铸 图 Pb-1%Sn合金腐蚀试验后的微观结构图序号类别腐蚀前重量(g)腐蚀后重量(g)腐蚀量(g)腐蚀速度(mg/cm2d)1#重力浇铸20.11519.0631.0523.312#19.73618.7281.0083#19.86518.7511.1144#冷轧19.95819.6220.3361.035#19.86419.5230.3416#19.79119.4760.315 从上表中,我们可以看
7、出,冷轧冲孔板栅的耐腐蚀能力比重力浇铸高了大约3倍。不同不同加工方式下铅锡合金腐蚀失重表加工方式下铅锡合金腐蚀失重表(3)为解决活性物质软化问题,采用高达80kpa的装配压。(2)1mm薄型极板设计,极板比表面积远远高于普通电池。确保电池有良好的高倍率放电及高低温性能。(4)采用圆形结构设计,解决了壳体在高温情况下,热失控鼓胀而变形问题。圆柱形单格设计使电池具有很好的机械性能。单格四壁受力均匀,当内部气体压力增大时,不会膨胀。同时可以承受较高的开阀压力,卷绕电池的开阀压力可以达到50kpa以上,平板电池只有10-20kpa,从而有效减少水分的流失,延长电池使用寿命。平板AGM电池充电时,产生的
8、气体压力会使 单格壁变形膨胀,长时间运行下去,电池最终会因此失效。下图显示出了这两种结构受力的差别。GASPRESSURE圆形结构壳体与方形结构壳体内部受力后变化示意图三、卷绕式纯铅电池的特点与应用案例1 1、卷绕式纯铅电池的特点、卷绕式纯铅电池的特点 超强的高倍率放电能力,最大放电倍率为18C10。卓越的高低温性能,可在-5575下工作。平稳的高输出电压,更高的能量密度。结构坚固,具有优异的抗震性能。无游离电解液,可任意方向放置工作。可以进行快速充电,40分钟内可充入95以上的电量。超长寿命,设计浮充寿命可达8年以上。极高的耐小电流深放电能力1)超强的高温浮充性能 按照YDT/799-201
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