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电池性能取决于板栅材料!锂电池短期内取代铅酸电池几乎不可能!

电池制造业在我国既是传统产业,又是新能源产业的重要组成部分,是电动车的动力源。电池按电极材料和工作原理的不同,主要分为铅酸电池、锂电池、镍氢电池、镍镉电池等四大类。其中,铅酸电池具有性价比高、容量大、功率高、寿命长、安全可靠等优点,是目前世界上产量最大、用途最广的一种电池,而锂电池凭借能量密度高的优势逐步占据一定的市场份额。

电池性能取决于板栅材料!锂电池短期内取代铅酸电池几乎不可能!

铅酸电池由正极板、负极板、隔板、电解液、塑料槽等组成。正极活性物质为二氧化铅(PbO2),负极活性物质是铅(Pb),电解液是稀硫酸,正负极之间由隔板隔开,电解液中的离子可以通过隔板中的微孔,电极上的电子不能通过隔板。电池放电后, 正极板的活性物质二氧化铅(PbO2)转化成硫酸铅(PbSO4)附着在正极板上,负极活性物质铅(Pb)也转化成硫酸铅(PbSO4)附着在负极上,电解液中的硫酸扩散到极板中去,电解液的浓度降低。电池在充电时,发生相反的反应。通过充电、放电反应,电池可以反复使用,直到储存的容量达不到电器的要求时,寿命终止。

电池性能取决于板栅材料!锂电池短期内取代铅酸电池几乎不可能!

作为传导电流和支撑活性物质的板栅,是电池中最重要的部件,自从铅酸电池问世以来,经历了许多技术上的改进。下面我们一起来普及一下知识——

1、传统的铅酸电池采用铅锑合金制成正极板栅。铅锑合金抗拉强度、延展性、硬度及晶粒细化作用明显优于纯铅极板、板栅在制造中不易变形;其熔点和收缩率低于纯铅,具有优良的铸造性能;铅锑合金比纯铅具有更低的热膨胀系数,在充电循环使用期间,板栅不易变形。最重要的是铅锑合金能有效改善板栅与活性物质之间的粘附性,增强了板栅与活性物质之间的“裹附力”,有利于铅电池循环充放寿命,同时锑是二氧化铅成核的催化剂,阻止了活性物质晶粒的长大,使活性物质不易脱落,提高了电池的容量和寿命。

2、免维护电池最普遍使用的板栅材料是铅钙合金。铅钙合金为沉淀硬化型,为了提高铅钙合金的铸造性能,并改善电池的深放循环能力,可采用加锡、铝的Pb-Ca-Sn-Al合金。了提高合金的耐蠕变能力,改善电池的深放电循环充放性能,人们又研究了加了银的Pb-Ca-Sn-Ag合金,再后来加入了镉元素,镉环保问题目前已经被禁止添加。

从长远的观点看,板栅材料的发展有3个方向:①快速冷却合金;②轻型板栅,③双极性板栅。板栅材料也决定了电池的价格和性能,而铅酸电池也将会在很长时间内成为电动车行业主流配置。

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