阀控密封铅酸蓄电池用隔板改性的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:snake_icy1
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阀控密封铅酸蓄电池(VRLA)实现氧复合要求贫液设计,但贫液时VRLA会导致干涸、寿命缩短等问题。以具有憎水性能的聚四氟乙稀(PTFE)对VRLA用超细玻璃纤维隔板(AGM)隔板进行改性,利用PTFE的憎水性,改善AGM在电池富液时的横向透气性,使正极产生的氧气传至负极进行复合,减少气体析出,提高气体复合效率和充放电性能,实现VRLA的富液设计,提高电池寿命。  利用自制的装置,采用在成品AGM中注入不同比例的PTFE,制作改性AGM样品。研究了不同比例的PTFE对AGM力学性能、吸酸性能、最大孔径、透气性、电化学等性能的影响。通过研究表明,随着PTFE比例的增加,AGM的吸酸高度、吸酸量稍有下降,电阻稍有增加,横向透气性明显提高。改性方法对AGM厚度、抗拉强度、电解液中的抗拉强度、最大孔径、纵向透气性没有产生影响。PTFE在1mass%时具有较好的综合性能。  研究了不同压力下改性AGM的吸酸能力、改性AGM厚度与饱和度之间的关系、改性AGM饱和度与高度的关系等特性。研究结果表明,随着压力的增加,改性AGM的吸酸量与纯AGM的差距逐渐缩小,当压力大于30kPa时,改性AGM的吸酸量与纯AGM的吸酸量基本相近。改性AGM的厚度随着饱和度的不同而发生变化,饱和度在45%~80%之间,隔板的厚度变化最小。改性AGM的饱和度随着高度的增加而下降,下降趋势与纯AGM一致,且在各高度的饱和度始终略低于纯AGM的饱和度。  采用SEM对PTFE在隔板中的分布状态进行观察。结果发现:PTFE能均匀分布在玻璃纤维之间。采用电位扫描方法对改性AGM的电化学稳定性进行研究。结果发现:改性AGM具有良好的电化学稳定性,能满足铅酸蓄电池的工作要求。采用XRD方法对改性AGM的稳定性进行分析。结果发现,改性AGM在VRLA环境中能保持物相稳定性。  隔板采用注入1mass%PTFE的改性隔板,注酸量分别采用12.5ml·Ah-1和14ml·Ah-1,研制电池,并检测电池的气体复合效率、充电接受能力、充放电循环性等性能。结果表明,采用改性AGM、注酸量为14ml·Ah-1的电池同样能得到较理想的结果,实现了VRLA的富液设计。
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