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阀控铅酸蓄电池早期容量衰减的研究

潘香英  
【摘要】: 随着化石能源危机的加剧,电动车得到了广泛的普及。目前电动车用阀控铅酸(VRLA)蓄电池正趋向长寿命、大容量的方向发展。然而,大容量的VRLA电池在使用过程中经常会发生早期容量衰减现象,严重影响了蓄电池的使用寿命。本文针对天津蓝天公司生产的电动车大容量VRLA电池早期容量衰减问题进行了研究。 通过解剖两种不同型号的寿命终止的电池,测试极板上下部分硫酸密度,并对正极活性物质进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、交流阻抗(IMP)测试,分析了6DZM20型号电池出现早期容量衰减的原因,并针对此问题提出下面解决方案。 通过循环伏安测试,得出了C6H8O7(柠檬酸)、(NH4)2SO4(硫酸铵)作为电解液复合添加剂的最佳配比。再向硫酸电解液中加入这种复合添加剂制备成实验电池,与电解液中不含添加剂的空白电池进行对比实验。实验结果表明,C6H8O7与(NH4)2SO4添加剂明显抑制了大容量电动车电池的早期容量衰减问题。电池的初始容量和循环寿命都得到很大改善,室温下具有很好的荷电保持能力,低温充电接受能力强,适合在较大倍率下放电。通过对正极活性物质相结构和表观形貌分析,表明实验电池的正极活性物质致密、均匀、无大块PbSO4结晶出现,空白电池则正好相反。本文详细分析了C6H8O7和(NH4)2SO4的作用机理。 向电解液中添加气相SiO2粉末制备胶体电解液电池,明显抑制了硫酸分层现象,防止了电池早期容量衰减的发生,使电池获得了很好的性能。本文也对胶体电解液作用机理进行了研究。


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