鉛酸蓄電池雙極性極板制備工藝及電池性能研究.pdf

1、隨著風(fēng)電、光伏微電網(wǎng)和電動汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對新型儲能電源和可移動電源的要求越來越高。相比于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，雙極性鉛酸蓄電池具有能量密度高、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn)。研制雙極性鉛酸蓄電池的關(guān)鍵在于尋找合適的基板材料及合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本論文通過設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的雙極性基板、改變極板的制備工藝來提高鉛膏與基板間的結(jié)合力，進(jìn)而提高雙極性鉛酸蓄電池的比容量和循環(huán)壽命。
　　論文首先設(shè)計(jì)了六大類結(jié)構(gòu)的基板，其中采用冷壓有鉛鈣筋條的鍍Pb-Sn鈦

2、板制備的4V雙極性鉛酸蓄電池，正負(fù)極鉛膏厚度為2.0mm，11.23mA/g放電的正極比容量為80.0mAh/g；由波浪形鍍Pb-Sn鉛基板組裝成的4V雙極性鉛酸蓄電池，正負(fù)極涂鉛膏厚度為5.0mm，在不同電流密度下的放電性能與循環(huán)穩(wěn)定性較好，0.25C充電0.5C放電100％DOD循環(huán)時，該電池能夠保持前40個循環(huán)的正極放電比容量在40~50mAh/g。說明了以上兩種結(jié)構(gòu)的基板能夠較好地提高鉛膏與基板間的結(jié)合力。
　　采用不同鉛

3、膏配方、不同和膏和固化工藝制備了不同的雙極性極板，并組裝成4V雙極性鉛酸蓄電池。測試表明，大部分雙極性鉛酸蓄電池的正極1C比容量要高于實(shí)驗(yàn)中的4V單極性鉛酸蓄電池的正極1C比容量（44.3mAh/g）。正極鉛膏中H2SO4（1.4g/cm3）為9mass%且經(jīng)過90℃固化33h而制備的正極板，其組裝成的雙極性鉛酸蓄電池（A-G3）在不同電流密度下的正極放電比容量均高于實(shí)驗(yàn)中的單極性鉛酸蓄電池，其在11.23mA/g、25mA/g、50m

4、A/g、100mA/g、150mA/g放電時的正極放電比容量分別為85.5mAh/g、66.8mAh/g、56.0mAh/g、44.8mAh/g、35.0mAh/g，這體現(xiàn)出了雙極性鉛酸蓄電池能較好地在大電流密度下工作的優(yōu)勢。
　　整體來看，本論文所制備的4V雙極性鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命要低于4V單極性鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命，但是其中也有幾種循環(huán)壽命較好的雙極性鉛酸蓄電池：正極鉛膏中H2SO4（1.4g/cm3）為9mass%且分別在

5、90℃固化24h、33h而制備的兩種正極板，其組裝的兩種雙極性鉛酸蓄電池（A-G2、A-G3）在0.25C充電0.5C放電100%DOD循環(huán)時，前15個循環(huán)的正極放電比容量要高于單極性鉛酸蓄電池；正極鉛膏中H2SO4（1.4g/cm3）為6mass%且經(jīng)過90℃固化33h而制備的正極板，其組裝成的雙極性鉛酸蓄電池（B-G4）與4V單極性鉛酸蓄電池的正極初始放電比容量幾乎相同，整個循環(huán)期間該電池的庫倫效率近100%，前者能夠保持前30個循