隔板是什么,隔板對鉛蓄電池有什么作用?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-03-23 22:22
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1.隔板綜述
隔板是蓄電池的重要組成,不屬于活性物質(zhì)。在某些情況下甚至于起著決定性的作用。其本身材料為電子絕緣體,而其多孔性使其具有離子導電性。隔板的電阻是隔板的重要性能,它由隔板的厚度、孔率、孔的曲折程度決定,對蓄電池高倍率放電的容量和端電壓水平具有重要影響;隔板在硫酸中的穩(wěn)定性直接影響蓄電池的壽命;隔板的彈性可延緩正極活性物質(zhì)的脫落;隔板孔徑大小影響著鉛枝晶短路程度。
由于隔板對鉛蓄電池性能多方面的作用,隔板發(fā)展的每次質(zhì)量的提高,無不伴隨著鉛蓄電池性能的提高。隔板的主要作用是防止正、負極短路,但又不能使電池內(nèi)阻明顯增加。因此,隔板應是多孔質(zhì)的,允許電解液自由擴散和離子遷移,并具有比較小的電阻。當活性物質(zhì)有些脫落時,不得通過細孔而達到對面極板,即孔徑要小,孔數(shù)要多,其間隙的總面積要大;此外,還要求機械強度好,耐酸腐蝕,耐氧化,以及不析出對極板有害的物質(zhì)。
20 世紀50 年代起動用蓄電池主要用木隔板,由于必須在濕潤的條件下使用,造成負極板易氧化,初充電時間長,也無法用于干荷式鉛蓄電池。尤其是木隔板在硫酸中不耐氧化腐蝕,致使蓄電池壽命短。為了提高鉛蓄電池壽命,提出木隔板與玻璃絲棉并用隔板,使蓄電池壽命成倍地增加,但電池內(nèi)阻增加,對電池容量、起動放電有不利影響,還能滿足當時的標準要求。
20 世紀60 年代中期,出現(xiàn)了微孔橡膠隔板,由于它具有較好的耐酸性和耐氧化腐蝕性,明顯地提高了蓄電池壽命。并促進蓄電池結(jié)構(gòu)改進,減小了極板中心距離,使蓄電池起動放電性能和體積比能量有較大的提高。正因為微孔橡膠隔板的優(yōu)良性能,從20世紀70 年代至90 年代初期,在鉛蓄電池待業(yè)中占統(tǒng)治地位。微孔橡膠隔板的缺點是:被電解液浸漬的速度較慢,除熱帶地區(qū)外,缺乏資源,制造工藝較復雜,成本價格貴。另外,不易制成較薄的成品( 厚度在1mm 以下就困難)在微孔橡膠隔板生產(chǎn)的同時,還出現(xiàn)了燒結(jié)式 PVC 隔板以及后來相繼出現(xiàn)的軟質(zhì)聚氧氯乙烯隔板,該種隔板同橡膠隔板相差不大,但在80年代很暢銷。
從1993 年,由于微孔橡膠隔板成本提高,因而形成PVC隔板供不應求的局面。20世紀90年代相繼出現(xiàn)PP( 聚丙烯) 隔板、PE( 聚乙烯) 隔板和超細玻璃纖維隔板(商品各為10-G) 及其它們的復合隔板。也曾出現(xiàn)纖維紙隔板,其電阻、孔率方面均較好,但耐腐蝕和機械強度較差,孔徑也較大,因此未能大批量使用。目前國際上,特別是美國、西歐汽車型蓄電池大量使用的是聚乙烯袋式隔板。PE隔板具有較小的孔徑,極低的電阻和極薄的基底,易于做成袋式,適用于蓄電池的連續(xù)化生產(chǎn)。但是目前國內(nèi)尚未國產(chǎn)化大批生產(chǎn),與此隔板相適應的裝配線(包括配組機)也有限,所以使用尚不普遍;PP隔板和10-G逐漸為汽車型蓄電池廠家所接受。密閉閥控式鉛酸蓄電池主要是在用AGM(吸附式玻璃纖維隔板),以下我們主要介紹一下AGM隔板.
3. 超細玻璃纖維隔板的結(jié)構(gòu)和特性
此種隔板由不含任何有機粘結(jié)劑的直徑為0.5~4um的超細玻璃纖維所組成。經(jīng)抄紙法制成非壓縮玻璃纖維紙,其結(jié)構(gòu)為多層氈狀,由無序排列的玻璃纖維形成相對小而高曲徑的自由通道。該隔板在許多方面具備了明顯優(yōu)于普通電池隔板的性能??偟膩碚f,它具有以下主要特性:
I. 吸液量高,吸液速度快,親水性好,吸收并保持著電池額定容量所需的電解液,并在整個壽命期間保持其高的吸液率;
II. 表面積大,孔隙率高。只要電液貧乏就可以保證正極生成的氧氣通過隔板擴散到負極,與負極上的海綿鉛結(jié)合;
III. 孔徑小,可以有效地防止電池短路和枝晶穿透;
IV. 化學純度高,有害雜質(zhì)少;
V. 有非常好的耐酸性和抗氧化性;
VI. 電阻率低。
4. 影響超細超細玻璃纖維隔板性能的主要因素
I. 超細玻璃纖維化學組成的影響
玻璃棉化學成分是影響隔板性能的一個關(guān)鍵因素,它直接影響隔板的化學性能。
II. 超細玻璃纖維棉直徑和長度的影響
超細玻璃纖維直徑越小,表面積大,濕潤性高,因此吸液速率大,隔板的孔徑也小,抵抗枝晶穿透能力強,但其電阻值將相應升高,因此必須選擇一個最佳的組合。玻璃纖維棉的長度也影響隔板的性能。棉長,纖維不易分散而發(fā)生絮聚,使得隔板不均勻;棉短,隔板均勻性能得到改善,但強度低因此也應該選擇一個最佳的長度范圍。
III. 超細玻璃纖維棉中有害雜質(zhì)的影響
玻璃纖維棉中的雜質(zhì)對隔板的性能有著直接的影響。玻璃纖維棉中存在鐵、銅、鎳等金屬或金屬離子將增加電池的自放電和析氣量。因此必須選擇有害雜質(zhì)少的原料,才能確保隔板具有好的性能。
5. 隔板對電池性能影響
隔板的好壞將直接影響到電池的容量、充放循環(huán)壽命及自放電等性能。電池的剖析結(jié)果表明,影響電池循環(huán)壽命較低的主要原因是由于質(zhì)量差的隔膜孔徑比較大,孔徑分布和厚薄又不均勻,所以隨著充放電的進行,正極鉛粉逐漸有少量地透過隔板到負極一邊,而負極鉛枝晶有可能穿透隔板,最后造成電池慢性短路,所以隨著充放電的進行,電池的容量逐漸下降而失效。從壽命終止后電池解剖可以看到,隔板靠負極一邊變紅棕色,說明已有少量鉛粉透過隔板?! 、请姵卦诖娣?、運輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量。因此,在安裝后投入使用前,應根據(jù)電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對蓄電池進行補充充電。對備用擱置的蓄電池,每3個月應進行一次補充充電??梢酝ㄟ^測量電池開路電壓來判斷電池的好壞。以12V電池為例,若開路電壓高于12.5V,則表示電池儲能還有80%以上,若開路電壓低于12.5V,則應該立刻進行補充充電。若開路電壓低于12V,則表示電池存儲電能不到20%,電池不堪使用。
?、入姵爻浞烹婋娏饕话阋訡來表示,C的實際值與電池容量有關(guān)。例如,100AH的電池,C=100A。松下鉛酸免維護電池的最佳充電電流為0.1C左右,充電電流不能大于0.3C。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05C~3C之間,UPS在正常使用中都能滿足此要求,但也要防止意外情況的發(fā)生,如電池短路等。












