铅酸蓄电池产品在市场激烈竞争的推动下,新产品不断涌现,先进铅酸电池联合会(ALABC)组织会员单位,就铅酸蓄电池重量比能量、体积比能量不能和Ni-MH,Li-ion,Li聚合物电池相比,这一缺陷限制了VRLA电池的应用领域,如动力电源领域。合作开发先进铅酸电池,以提高比能量和深循环寿命。
提出以下在铅酸蓄电池方面的研究目标:
1. 提高正极活性物质利用率研究。
2. 是电池新颖结构的研究,以减轻电池的重量。
新型电池研发结果:
密封双极性铅酸电池
美国Arias研究伙伴公司开发了双极性极板(Bipolar plate),一块双面极板,一面是负极活性物质,另一面是正极活性物质,两片双极性极板之间用玻璃棉隔板。电池结构如图2所示,双极性结构使电流从一个单体到另一个单体的距离减少到最短,消除了普通电池在汇流排的电位消耗。SBLA电池的优点是高比能量,长的深循环寿命,结构简单,特别是组合100V以上的高电压电池时比普通结构更为简单。
水平电池
美国爱达荷大学的D.B.Edwards开发了涂膏式电极的水平铅酸电池,应用于EV或HEV。水平电池特点:(1)双极耳极板,水平放置。(2)采用多孔AGM隔板。(3)正极含30%左右的玻璃微珠添加剂。(4)板栅薄并镀Pb,电池的比功率提高到155W/kg,比能量最高53-56Wh/kg。
Electrosource开发了铅布水平电池Horizon,采用玻璃纤维丝上挤压镀覆Pb-Sn含量,拉成铅丝(φ0.4mm左右),再用铅丝织成铅布,用铅布代替板栅,采用双极结构,铅布的一端涂正极铅膏,另一端涂负极铅膏,中间留有铅丝相连,大大缩短了正负极间电子导电途径,因此电池的内阻很小,为了防止两极中间铅丝被电解液润湿后的短路、自放电,表面涂覆了绝缘的高分子涂料。
水平电池的特点:
(1)极高的比功率和比能量比能量高达45-50Wh/kg,80%DOD时的比功率>225W/kg。
(2)可快速充电,纯Pb的高导电性铅布,允许加速充电,<30min可充足电。
(3)比普通铅酸电池重量减少
25-50%
(4)水平极板,无电解液分层现象和 活性物质脱落。
密封双极性铅酸电池
美国Arias研究伙伴公司开发了双极性极板(Bipolar plate),一块双面极板,一面是负极活性物质,另一面是正极活性物质,两片双极性极板之间用玻璃棉隔板。电池结构如图2所示,双极性结构使电流从一个单体到另一个单体的距离减少到最短,消除了普通电池在汇流排的电位消耗。SBLA电池的优点是高比能量,长的深循环寿命,结构简单,特别是组合100V以上的高电压电池时比普通结构更为简单。