铅酸蓄电池板栅ppt课件

THANK YOU
THANK YOU
SUCCESS
2019/5/6
不同用途板栅设计的特点
• 汽车用蓄电池板栅 • 大、中型密封阀控电池板栅 • 电动自行车电池板栅
汽车用蓄电池板栅
使用状态为瞬时大电流放 电, 最高可达400～600 A 。
( 1) 板栅厚度小, 一般不超过2 mm； ( 2) 板栅的细微结构会影响板栅的效果； ( 3) 高与宽的比例明显小于其它板栅； ( 4) 极耳的宽度比其他板栅的要大, 厚度与板栅同厚； ( 5) 筋条密集, 筋条粗细适中。
• 存在问题：该合金强度差，铸ຫໍສະໝຸດ Baidu困难应用困难
• 改进：添加其他元素，如铝、银、铋、锡等，可以针 对性地解决某些问题。其中，Pb-Ca-Sn合金是VRLA电 池最广泛采用的板栅合金。
铅炭板栅合金
• 优点：有效抑制负极的硫酸盐化，提高电池的循 环性能
• 分类：石墨烯铅合金、纳米铅炭合金、铅-石墨烯 合金、铅-石墨合金……
( 1) 板栅不能过厚, 也不能太薄, 适中厚度为1.7～3.0 mm； ( 2) 板栅的高和宽基本上由槽体来确定； ( 3) 正负极厚度比较大； ( 4) 筋条偏疏, 筋条结构偏细。
1 2 3 4 板栅合金
分类
• 主流：低锑铅合金、铅钙合金 • 新型：铅炭板栅合金、铅-稀土多元合金
低锑铅合金
铅酸蓄电池中的板栅
1 板栅的简介
A W bstract 目录 ords
2 板栅的作用 3 板栅设计 4 板栅合金
1 板栅的简介
2 3 4
板栅的简介
• 正负极的骨架； • 占蓄电池总质量的
20% ~ 30% 。
板栅的发展史
最初的铅蓄电池是用两块铅板在硫酸溶液中通过反复多次的充放 电循环变为电池的正负极，无所谓板栅可言。 1880 年，Faure 提出了涂膏式极板，即将铅膏涂在薄铅板上， 铅板作为集流体。 1881年，Swan 首先提出板栅的概念，取代以前所用的铅板。 之后，Sellon发明了铅锑合金板栅，其它各种各样的板栅也相继 出现。
大、中型密封阀控电池板栅
大、中型密封电池的寿命要求 较高蓄电池一般处于浮充状态
( 1) 板栅偏厚, 一般为2.5～4 mm。 ( 2) 放射筋结构对电池的性能影响不大； ( 3) 具体设计根据槽体。 ( 4) 筋条比较稀疏且偏粗。
电动自行车电池板栅
电动自行车电池的使用寿命适 中，容量要求高, 电池属于深 充/深放类型, 放电电压相对较 稳定, 充电状态良好, 放电状 况苛刻。
1 2 板栅的作用 3 4
板栅的作用
1.活性物质的载体 2.集流体
1 2 3 板栅设计 将板栅设计成不同的形状、不同的截
面积、不同的横筋与竖筋的结构。
4
板栅设计的目的
• 使板栅电压降减小 • 使板栅与活性物质结合力 • 使活性物质有最大的有效空间
板栅的结构
极耳 筋条（横筋、竖筋）
板栅设计的工艺
• 宽度大于高度； • 放射状和树枝状优于直线水平； • 重量轻，机械强度高，抗蠕变性能好； • 工艺性能好，利于浇铸成型。
板栅筋条的截面形状
三角形 脱模性能 好
圆形或椭圆 棱形 形
中等
差
铅膏结合保 差 持能力
中等
好
板栅的厚度
板栅厚度是根据蓄电池使用条件，放电 率，寿命等各种因素来确定
1）放电电流
• 汽车起动用蓄电池极板厚度一般在2mm 以下； • 工业用蓄电池，极板厚度可较厚一些，可达到3mm以上。
2）使用寿命
• 备用电源等长寿命蓄电池板栅还要考虑金属铅的腐蚀速度。 • 蓄电池使用寿命要求达到10年以上时，正极板板栅厚度应大
于3mm以上。
THANK YOU
SUCCESS
2019/5/6
铅－稀土多元合金
• 作用机理：稀土元素与氧、硫、氢、铝的亲和力较大。
• 例子：添加稀土铈和钇元素，能够提高板栅合金的析 氢及析氧过电位。同时，还能够降低深放电条件下合 金的阳极腐蚀及腐蚀膜的阻抗。
发展趋势
• 铅-稀土多元合金的改进 • 采用快速冷却技术制成板栅合金 • 轻型化板栅材料 • 双极性板栅
参考文献
[1]吴秋菊,周明明,杨新新,李厚训,柯娃,吴亮,戴贵平. 新型铅炭板栅合金的 研究进展[J]. 蓄电池,2015,(06):290-294. [2]任晴晴,王江林,刘计,沈浩宇,马永泉,伊廷锋,诸荣孙. 铅蓄电池铅合金板 栅材料的研究进展[J]. 电池工业,2013,(05):267-270. [3]陈旭耀. 卷绕式铅酸电池的研制及其板栅合金的研究[D].哈尔滨工业大学 ,2008. [4]柴树松. 铅酸蓄电池板栅设计的探讨[J]. 蓄电池,2008,(03):103-106. [5]吴敏,王梦阳,田李燕,王淑君. 铅酸蓄电池板栅设计与制造特点的比较[J]. 蓄电池,2007,(03):138-141. [6]隗玉林,郭生欢,丁毅,刘维民. 拉网式板栅的制造及常见故障[J]. 电池 ,2007,(02):152-154.
按制造方式对板栅分类
• 重力浇铸板栅 • 拉网式板栅 • 连铸辊压板栅
重力浇铸式板栅与拉网式板栅对比
重力浇铸式板栅
机械强度
高
活性物质稳定性
好
生产效率（自动化水平） 低
生产成本
高
循环寿命
长
能能量
高
耐腐蚀性
好
拉网式板栅
低 差 高 低 短 高 差
连铸辊压式板栅
• 能很大程度上克服在优 化板栅设计、微观结构 和性能上的局限性
• 优点：明显地改善合金的抗拉强度、硬度和细化 晶粒，具有优良的铸造成型性
• 存在问题：锑从正极板上溶解，在负极板上累积， 增加析氢
• 改进： ①减小锑在合金中所占的质量分数； ②添加 锡、砷、镉等元素，可消除含锑合金的缺陷而保留其 优点，增加其抗蠕变和耐腐蚀性能
铅钙合金
• 优点：析氢过电位高、析氢量少。