怎么样提高铅酸蓄电池循环的寿命

近年来，随着欧美老电池制造商的巨大成本压力和国际铅价的不断上涨，这些国际知名公司纷纷在中国建厂，或干脆在中国购买电池进行OEM销售。这一趋势不仅给国内企业带来了可观的利润，而且由于一些国内企业的产品质量问题，也给自身带来了毁灭性的打击。国内一些企业与国外知名企业在电池产品质量方面的显著差异在于，电池使用寿命，尤其是循环使用寿命，不能满足要求

铅酸电池的寿命终止主要是由于容量不足，而对于电池来说，其循环寿命是众多指标中的关键指标。对于阀控式铅酸蓄电池，公认的延长蓄电池循环寿命的措施是在铅膏配方中添加长期添加剂，使用高锡和低钙合金，板的高温固化，增加装配压力等

然而，即使采取了上述所有措施，生产的电池寿命不一定达到国外电池寿命的水平。特别是随着成本压力的增大，为了降低生产成本，提高电池的大电流放电性能，国内许多中小企业不断减少电池极板厚度，增加电解液比例，这对于电池的整体性能，尤其是循环性能来说，无疑是一种杀鸡取卵的方法
本项目的研究重点是研究电池正负极板厚度、电解液比重和不同充电条件对电池初始容量的影响，在采取上述延长电池循环寿命措施的情况下，国家标准循环寿命和1H率100%dod循环寿命

1试验内容

鉴于上述研究内容，12V和7Ah电池采用两片厚度、四种电解液比重的电池结构，进行各种性能测试

1.1电池制造

电池制造采用3正4负&＃40；正极板厚度为3.6mm和41 4正极5负极和40；正极板厚度为2.8mm和41；两种结构组件，铅膏配方为星光公司长寿命铅膏配方，极板采用开槽工艺生产。电池组装后，分别加入4种比重电解质（1.27、1.29、1.31和1.33），控制装置有效酸量的酸添加量相同。按照流程对蓄电池进行初次充电后，测试蓄电池重量和内阻。两种电池的重量分别约为2.60kg和2.45kg，内阻分别约为19mΩ和17mΩ。然后，分别测试了各种电池的初始容量和两次循环寿命。为了清楚显示各种正交试验电池的特性和试验项目，在表1中各种电池生产完成后，各种电池的正交试验条件见表1

1.2初始性能试验
，分别测试每节电池的容量20h和3C，作为电池的初始容量进行比较和评估
1.3国标循环寿命
电池通过初始容量测试后，按照国标《小型阀控密封铅酸电池》40；标准代码为gbt 196391.1-2005&41；5.18使用寿命试验方法试验表1
1.4中6类电池的使用寿命恒定电流和电压限值&40；LV&＃41；寿命试验
根据不同电池的两次试验，采用不同的恒流和限压充电方法，测试表1
1.5电池解剖分析
中4类电池的1H率放电100%dod循环寿命
解剖在上一个试验步骤中使用寿命结束的电池，并用化学方法分析正负活性物质的含量、负极硫酸铅的含量、酸的比重，确定电池寿命终止的原因
2。测试结果分析与讨论
2.1电池初始性能测试
电池生产完成后，随机选取3个电池，按国标方法测试电池的20h倍率放电和3C放电，取3个电池放电数据的平均值，如表2
所示，从表中的数据可以看出，各种蓄电池放电试验均能满足国家标准要求的20h倍率放电20h和3C放电7min的要求。然而，随着极板的变薄和电解液比重的增加，20h倍率容量和3C容量均呈增加趋势，特别是3C放电时间增加更为明显

2.2国标循环寿命

根据各种电池的初始容量测试，采用《小型阀控式铅酸蓄电池国家标准》第5.18条规定的蓄电池循环寿命试验方法，对2节4酸比重为3正4负极板结构、1.29和1.31为4正5负极板结构的蓄电池进行循环寿命试验。试验数据见表3

为了了解电解液比重和极板厚度对电池循环寿命的影响，对表中的数据进行了分类，并分别绘制了图1和图40；电解液对3正4负结构电池循环寿命的影响&41；图2和图40；不同极板厚度对电池循环寿命的影响&41
从表3、图1和图2可以看出，上述电池的国家标准循环寿命大于300次循环的标准要求。然而，随着电解液比重的增加和极板厚度的减小，电池的循环寿命显著降低
2.3恒流电压极限&40；LV&＃41；寿命试验
根据上述试验，取A1B2和a1b3电池，正极3片，负极4片，酸比重分别为1.29和1.31，以1H的速率进行100%dod寿命试验。充电方式为恒流限压，恒流值为0.15C，限压值分别为14.2v组、14.5v组和14.8v组。用各种充电方法测试每种类型的3个电池。试验后，平均3个蓄电池的循环时间，并将其列在表4

从表4的数据可以看出，对于电解液比重为1.29的蓄电池，随着充电电压极限的逐渐增大，蓄电池的循环寿命逐渐降低。当使用14.2v蓄电池的电压极限进行充电时，循环寿命最长。对于电解液比重为1.31的电池，以14.5v电压极限值充电的电池使用寿命最长，而以其他两个电压极限值充电的电池使用寿命明显较短

2.4电池解剖分析

每组电池在LV试验结束后，取一个代表性电池，解剖分析正负活性物质含量、负极硫酸铅含量、隔膜电解液比重，初步确定电池故障原因。详情见表5

根据对表5中数据和表4中循环寿命数据的分析，可以得出结论，酸比重为1.29的电池循环寿命终止的主要原因是正极活性材料的污泥、正极格栅的腐蚀和充电过程中的失水。充电过程中失水也会增加电解液的比重。然而，对于酸比重为1.31的电池，其现象和趋势基本相同，只是当使用14.2v电池充电时，很容易导致电池充电不足和负硫酸化

3结论

通过初始容量测试，对不同极板厚度、不同电解液比重的电池进行国标循环寿命试验和不同恒流电压限制充电控制条件下的循环寿命试验，并对具有循环寿命终止的电池进行解剖分析，得出以下结论：电池极板越厚，电解液比重越低，电池的初始容量越低，尤其是大电流放电性能越低，但是电解液比例大的电池，电池的循环寿命显著延长
，合理选择恒流限压充电的电压限值，可以避免负极的硫酸化和正极的泥化，延长电池的循环寿命。