松下閥控密封式鉛酸蓄電池技術(shù)及未來發(fā)展趨勢

時間：2019-01-13作者：北京德爾頓電子科技有限公司瀏覽：403

1 松下閥控密封式鉛酸蓄電池簡介
    松下閥控密封式鉛酸蓄電池（ValveRegulatedLead－AcidBattery，簡稱VRLA），按實在現(xiàn)技術(shù)分為AGM和GEL兩種，前者是指采用AbsorbedGlassMat即細玻璃纖維棉隔板吸附硫酸電解液的技術(shù)，而后者是指采用GEL即SiO2膠體吸收硫酸電解液的技術(shù)。后者從1957年開始由西德Sonnenschein公司開發(fā)并投入貿(mào)易使用，由于GEL電池在大電流、低溫等方面的相對低機能，固然經(jīng)由了半個世紀的發(fā)展，迄今為止仍未能成為主流。目前文獻和會議討論的VRLA電池除特別說明外，皆指AGM電池。
    AGM技術(shù)的VRLA電池的研制可以從上世紀60年代中期起算，實現(xiàn)真正意義上的貿(mào)易化在1979年，美國GNB公司在購買了Gates公司的發(fā)明**后，經(jīng)由進一步研發(fā)，開始大規(guī)模出產(chǎn)VRLA電池，容量為32～500AH。此后，VRLA電池在歐美得到推廣應用，泛起了以美國GNB、DEKA、C＆D、英國Chloride、HAWKER、日本YUASA、GS、松下為代表的大批的VRLA電池出產(chǎn)廠家。到1996年，在固定用途領(lǐng)域VRLA電池已基本取代上一代的富液管式電池。到目前，VRLA電池雖仍面對眾多的未解決挫折，但產(chǎn)品維護工作量少的特點深入人心，市場地位已不可動搖。


2 松下閥控密封式鉛酸蓄電池目**對的幾大技術(shù)挫折及其分析

松下電池目前主要存在以下幾個技術(shù)挫折，其余題目都與這幾個題目有緊密親密的聯(lián)系或是由這幾個題目引發(fā)。

2.1 長期密封

松下電池的長期密封在目前有被出產(chǎn)和使用雙方忽視的傾向，由于市場上大部門的VRLA電池都已將短期密封解決得比較好，在電池使用中的表現(xiàn)也可作為佐證。在電池投入使用的前3年，一般不會泛起密封上的題目。但在對電池的使用壽命要求已過10年的今天，在使用3～5年之后，電池的密封還能可靠嗎？讓我們從電池的運行中的現(xiàn)象作一簡樸分析。眾所周知，蓄電池在使用期間正板柵侵蝕后必定伸長，不同品牌電池之間的區(qū)別僅在于伸長量的大小，即使是采用公認非常耐腐Pb-Sb-Cd-Ag合金，在使用5～6年之后，由于正板伸長，也會對電池柱部位的密封造成致命的破壞。事實上，從眾多用戶處收集到的信息來看，在電池投入使用后3～6年，有良多品牌的電池會泛起柱處密封破壞的題目，這將導致電池泄露進而短期內(nèi)失效。即使是采用環(huán)氧加橡膠的多重密封或氬弧焊的看似牢不可破的密封，也抵抗不住正板伸長的化學力。因此，我們有理由對VRLA電池的長期密封可靠性再次提出疑問。但題目顯然不全在密封上，電池設(shè)計中對正板伸長的充分預計沒有得到足夠的正視，使得目前大多數(shù)的VRLA電池都將面對使用一段時間后產(chǎn)生泄露的尷尬。在這一方面，美國EPM公司（EASTPENNManufacturing,co.,inc.）做得為精彩，體現(xiàn)在其DEKA(r)系列產(chǎn)品中，2VVRLA電池都有一個可以吸收正板伸長的彈性底橋（如下圖1），而12V系列的產(chǎn)品使用與Wirtz聯(lián)合開發(fā)的連續(xù)鍛造輥壓板柵，該板柵的屈服強度明顯進步，因此板在運行期間很少伸長膨脹[1]，能分別知足20年（2V系列）和10年（12V系列）的壽命要求。因為受**的保護，目前在世界范圍內(nèi)，EPM的這種設(shè)計仍是*此一家，別無分店。

2.2 失水、熱失控

松下電池失水的主要原因分為三個方面，首先是水分解后從安全閥排氣失水，其次是電池槽蓋的滲透滲出失水，三是板柵侵蝕消耗水。電池失水到一定程度，熱失控幾乎就必定發(fā)生。

對排氣失水，主要取決于電池的板柵合金和浮充電壓，對不同的電池，由于使用合金的不同，出產(chǎn)廠家推薦的浮充電壓可能不一樣，但過2.26V/cell（25℃）的浮充電壓普遍以為是不恰當?shù)?。過高的浮充電壓導致額外的水分解和排出。DEKA(r)系列電池采用Pb-Sn合金作為正板柵材料，結(jié)合特殊的正鉛膏配方和制造工藝，使得電池在2.25V/cell的浮充電壓下浮充電流也僅0.028A/100Ah，從而在保證電池充足電的情況下使電池浮充失水減少到較小。

電池槽蓋的滲透滲出失水已有定論，PP是目前防止失水較好的槽蓋材料。下表是VRLA電池較常使用的三種材料的機能對比[2]。

板柵侵蝕失水取決于所用的合金和充電電壓，目前普遍采用Pb－Ca系合金作為負板柵，正板柵則因為電池機能上的綜合考慮而有所不同，如美國GNB采用Pb－Sb－Cd－Ag合金，EPM采用Pb－Sn合金，一般廠家采用Pb－Ca－Sn合金，各種合金各有優(yōu)劣，目前難有定論。

當電池的失水達8～10％時，因為氧復合效率的高效以及散熱不良，電池將泛起熱失控，短時間內(nèi)即告失效。

2.3 電池平均性和可靠性

因為組成電池的各零部件、材料在尺寸、成分、用量上的微小差異，使得電池在浮充電壓、靜態(tài)電壓上表現(xiàn)出固然在**百分比上也是微小，但實際上不能接受的差異。海內(nèi)外均對這種差異賜與大的關(guān)注，所有的VRLA電池制造廠都投入大量人力物力進行研究和解決，但成效好像還不盡如人意。

做得較好的如DEKA(r)電池，也只能宣稱達到電池出廠6個月內(nèi)投入使用，浮充電壓差在±20mV之內(nèi)，儲存時間越長，投入使用后的電池差異越大。根據(jù)EPM的研究，電池電壓的差異主要受板和電池吸酸飽和度的影響，采用高本錢的槽式化成有利于進步板的平均性，而采用富液玻璃棉隔板（HGM）和倒酸工藝有利于飽和度的平均。電池的平均性和可靠性就取決于制造廠的工藝制造水平，海內(nèi)外都傾向于進步制造的自動化水平以進步電池的平均性和可靠性。如EPM公司在DEKA(r)系列VRLA電池的出產(chǎn)上，就已經(jīng)實現(xiàn)了全出產(chǎn)過程的電腦監(jiān)控和高度自動化制造。

電池在使用前提上的平均性是輕易被忽視的方面，假如幾個電池密放在一起，我們必定能檢測到中間的電池溫度會較兩頭的高，日積月累下來，中間電池的失水、侵蝕等會較其他電池為多，差異由此拉大，并導致個別電池壽命提前終止，整組電池也隨之失效。EPM的DEKA(r)系列為每一個VRLA電池都提供六個面的散熱，以保證電池在使用前提上的平均性（下圖2）。

VRLA電池維護工作量的大減少，使得用戶包括制造廠對使用中電池的狀態(tài)不能很好把握。提高前輩鉛酸電池聯(lián)合會（ALABC）曾調(diào)查了100萬只（6萬組）電池的使用數(shù)據(jù)，因為用途的不同，電池使用壽命從1年到15年以上不等。在電信應用上，有54％的電池組**換過電池，大多數(shù)使用15年以上。調(diào)查還揭示，導致個別電池提前失效的原因首先是VRLA電池對工作溫度的敏感，以年均勻工作溫度25℃為尺度、假如長期工作偏差過10℃，則該電池組有78％在不足5年的時間內(nèi)一只電池失效，因此，在寬的溫度范圍內(nèi)運行的電池組，壽命縮短。導致壽命縮短的二個原因是過充電所致的電池干水，環(huán)境溫度35℃而沒有降低充電電壓的電池34％的不到5年就失效[3]。

3 當今閥控式密封鉛酸蓄電池發(fā)展趨勢

3.1 連續(xù)鍛造輥壓板柵

由EPM和Wirtz聯(lián)合開發(fā)，明顯進步屈服強度，減少板伸長膨脹。

3.2 薄片電

板柵厚度小于1mm，以獲得佳的充放電電流特性。由Wirtz開發(fā)，在EPM承擔的ALABC項目中應用。

3.3 平面式管式電

板柵擠壓成型，厚0.75mm，制成板后不過3mm，合用于EV、HEV等輪回使用場合。由YUASA開發(fā)。

3.4 箔式卷狀電

薄如紙的電，厚度僅0.05～0.08mm,由美國BOLDER公司開發(fā)。具有高的比功率和可再充機能。用于電動工具等場合。

3.5 水平電池

采用在玻璃絲上擠壓包覆Pb－Sn合金制成的鉛線編織的鉛布為板柵，分別在兩頭涂正、負鉛膏，中間留有鉛絲相連。制得的電水平疊放。比能量和比功率較高。

3.6 雙性電池

一塊板，一面是正，另一面是負，和其它板串聯(lián)成電池。內(nèi)阻小，比能量高，尤其適合組成上100V的高電壓單個電池。

3.7 螺旋卷狀電電池

由EXIDE開發(fā)，薄的連續(xù)電卷繞成圓筒，有較好的深輪回壽命。

3.8 內(nèi)催化電池[4]

由美國費城科技發(fā)明，C＆D購買后已貿(mào)易化應用。原理和防酸隔爆電池的消氫相同，但置于電池內(nèi)部。為負復合氧的輔助－冗余結(jié)構(gòu)。據(jù)C＆D測試，能明顯降低高電壓充電時的析氣量，減少水損耗。

3.9 槽式化成

本來不是新技術(shù)，但由于對電池的平均性效果較好，有重新普及的趨勢。EPM全部的VRLA電池均采用槽式化成，C＆D在其liberty2000系列上已采用槽式化成。

3.10 富液式松下電池

采用富液式隔板（HGM）的松下電池，由隔板中的憎酸材料（PE）提供氧氣復合通道。顯然電池中將留有多的水。

3.11 VRLA電池智能化

多是指充電設(shè)備的智能化和智能化監(jiān)控，但因為設(shè)備投入大，未普及。

4 小結(jié)

回顧鉛酸蓄電池近150年的發(fā)展史，我們看到，當某一種形式的產(chǎn)品發(fā)展到接近**的時候，在不知不覺中，它正被另一種形式的產(chǎn)品所取代。推動鉛酸蓄電池技術(shù)不斷發(fā)展的主要動力，是在減少維護、進步不亂性和可靠性上高的需求。未來屬于免維護電池，而松下蓄電池較接近此要求。通過技術(shù)上的不斷提高，松下電池將以高的質(zhì)量，低的價格服務于用戶。
北京德爾頓電子科技有限公司專注于湯淺蓄電池NP100-12等

• 詞條

  詞條說明

• 蓄電池多久換一次

  鉛酸蓄電池 ?免維護蓄電池 ? 膠體蓄電池 ? 一般使用壽命為7-8年 ? 正常情況下4-5年換一次為宜，日常情況下應多注意合理沖放電，夏季應多檢查電池是否有鼓包現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)應立即換，以免受到不可估量的損失 蓄電池,新的電池規(guī)格系列? 1.電池有八種不同規(guī)格，其容量從20AH到180AH。系列蓄電池結(jié)構(gòu)*? 特，工作壽命長，適合于

• 德國陽光蓄電池規(guī)格參數(shù)

  產(chǎn)品其它特性： **的德國陽光蓄電池A412系列采用**良好的膠體技術(shù) EUROBAT等級：**命電池 自放電率低，適合長時間獨立存放達兩年以上（20℃） 依據(jù)IATA，DGRA67條款對航空、鐵路和公路運輸方式無須作出限制 產(chǎn)品特征： 容量范圍（C10）：5.5Ah—200Ah 電壓等級：12V； 設(shè)計浮充壽命：在25℃±5℃環(huán)境下，12V系列為15年； 循環(huán)壽命：在標準使用條件下，A40

• 松下蓄電池介紹

  松下蓄電池LC-P12100ST俗稱12V100AH 沈陽松下蓄電池 ? 松下蓄電池介紹 ? 松下蓄電池[1]（沈陽）有限公司(PSBS)創(chuàng)建于1994年10月18日,并于2003年成立沈陽松下蓄電池(北京)有限公司，由松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社和沈陽東北蓄電池股份有限公司(原沈陽蓄電池廠)共同投資興建,注冊資金145,000萬日元,占地面積62,500平方米(2012年)。 公司

• ?？巳滤羞M口及國產(chǎn)電池上都貼有防偽標簽。 ? ? ? 蓄電池*特的電碼防偽技術(shù)特點: 技術(shù)的不可偽造性: 電碼防偽標識濃縮了多項高科技手段,具有*特的防偽機理。即便是偽造者掌握了該防偽標識的制造方法,卻無法偽造出與真品相對應的正確防偽密碼,無法將偽造的密碼信息送存于全國中心數(shù)據(jù)庫中。因此從根本上杜絕了大批量工業(yè)化造假行為。 ?防偽標識的一性:具有唯