【摘要】鉛酸蓄電池具有廣泛應用，然而在使用中存在壽命和比能量較低、充放電產(chǎn)生氣體、充電時間長能耗大、容易缺水等問題，如何更加合理的設計、使用電池，對于鉛酸蓄電池的發(fā)展非常重要。本文介紹了通過電極構(gòu)造和及時補水提高電池性能的方法。通過分別構(gòu)建組成合適的陽極和陰極，設計可以科學及時補充水的加水車，可以顯著提高電池使用性能。

【關(guān)鍵詞】電池? 電極? 補水

【中圖分類號】G633.7 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）19-0178-02

1.引言

鉛酸蓄電池及其優(yōu)良的性價比在電池領(lǐng)域中仍然占據(jù)統(tǒng)治地位，而其他電池領(lǐng)域的新技術(shù)及應用領(lǐng)域的發(fā)展和深入也給鉛酸蓄電池帶來挑戰(zhàn)，鉛酸蓄電池只有在技術(shù)上不斷改進和創(chuàng)新才會不被別的化學能源所代替。當前，牽引型鉛酸蓄電池在使用中存在一些問題，主要體現(xiàn)為：（1）大電流充放電工作時帶來的負極硫化而導致極板衰竭直接影響到電池的使用壽命;（2）比能量低，鉛酸蓄電池的理論比能量值70w、h/kg，但實際只能達到10-50w、h/kg，主要原因為非活性物質(zhì)的體積較大，而活性物質(zhì)的利用率卻很低;（3）循環(huán)壽命低，主要體現(xiàn)在負極硫酸鹽化，隔板彈性疲勞，正極板腐蝕;（4）自放電、過充電產(chǎn)生大量的氣體，在充電末期和過充電時分解水產(chǎn)生H2和O2;（5）充電接受能力差，時間過長，電能消耗大。因此，如何更加合理的設計、使用電池，對于鉛酸蓄電池的發(fā)展非常重要。

2.研究方法與內(nèi)容

從電池結(jié)構(gòu)上分析并改造，可以有助于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。比如，一種新型配方電池，該電池將不同配比的添加劑配方添加到正負極板中，所述配方包括鉛粉、硫酸、去離子水、纖維、橡木粉、硫酸鋇、碳黑、尹杜靈、石墨烯、高純石墨。在正極板中添加氧化度65-75%的鉛粉、二氧化鉛含量≥32%的紅丹、硫酸、純度99.5%的石墨和石墨烯等。在負極板中添加氧化度65-75%的鉛粉、硫酸、固形物含量≥93%的挪威木素、碳黑、尹杜靈、硫酸鋇和短纖維等。這種新型配方電池的制備方法，該方法包括以下步驟：（1）將稱量好的添加劑加入到合膏主機中，按下總啟動按鈕，合膏系統(tǒng)將按設定好的程序自動開始執(zhí)行;（2）和膏過程中正膏和負膏溫度均控制在50-60°C;（3）合膏結(jié)束打開倉門，測鉛膏的視比重，如果比重超標，加入水，攪拌，再檢測，直至合格，如果比重小于標準，開機攪拌直至合格;（4）記錄每次合膏過程的鉛粉、酸、水用量及終止比重數(shù)據(jù)。通過將不同配比的配方添加到正負極板中，有效的改善了極板的導電性，提高了電池的初始容量及使用壽命，并且電池內(nèi)部反應消耗水較少、減少加水次數(shù)，充放電次數(shù)由800次提高到1500次。

科學、及時的給電池補水，可以有效提高使用性能。以絕大部分電動叉車使用的開口式鉛酸蓄電池為例，一部分水會通過電池注液口逸出造成電瓶缺水，久而久之極板實際作用面積減小，電解液濃度升高，從而使容量下降，板柵的腐蝕加速以及硫酸鉛還原困難，一般表現(xiàn)為容量下降、充電發(fā)熱。補水方面做得不夠好，表現(xiàn)在幾個方面：（1）補水不及時，導致電池嚴重缺水，容易造成電池溫度過高，使得極板表面的活性物質(zhì)脫落或者殼體變形， 造成極板不可逆硫酸鹽化;（2）補水過量，造成電池電解液溢出，導致電解液比重降低，表現(xiàn)出電池容量不足、使用時間短的問題，同時過多溢出的電解液累積在電池箱內(nèi)會造成腐蝕、電池漏電或短路，影響電池的容量性能及使用壽命;（3）補水純度不夠，沒有按照要求添加規(guī)定的蒸餾水，或者補水時帶入其他雜質(zhì)，導致電池自放電嚴重。通過設計蓄電池加水車，將有助于解決缺水及補水的問題。比如一種蓄電池加水車，通常包括自動補水系統(tǒng)、流量指示器和加水車主體。自動補水系統(tǒng)由在電池表面的注液塞、連接在注液塞之間的注水管以及連接加水車主體的T型部件構(gòu)成。在蓄電池內(nèi)設有液位檢測傳感器（蓄電池底部的壓力傳感器）并通過開關(guān)電路連接至水泵上。加水車主體由加水車車架、加水桶、水泵以及電源構(gòu)成，并且加水桶連接到通向注水管的水管上。通常將流量指示器設置在水管上。加水車的設計，具有以下技術(shù)效果：（1）取代人工補水。在鉛酸蓄電池正常使用過程中，平均每10天加水一次，在需要補水時，將加水車推到叉車加水區(qū)域，連接好子母接頭，打開啟動按鈕即可自動補水，當系統(tǒng)壓力達到設定值時會自動停止補水，或手動停止補水。（2）采用移動加水車加水泵的注液系統(tǒng)避免了重力補水方法存在的不足，比如需要提供一定高度的平臺才能進行補水、水位較低時不能將液位補滿。

3.結(jié)語

鉛酸蓄電池的研究意義重要，通過合理構(gòu)造電極和及時補水，可以有效提高鉛酸蓄電池的使用性能和壽命，對能源利用發(fā)揮積極作用。

參考文獻：

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[2]艾寶山，張建華，楊紹坡，馬基華.石墨烯在電動自行車用鉛酸蓄電池中的應用[J].蓄電池，2019（1）：46-50.

作者簡介：

張家棠（2002.1-），男，漢族，江蘇宜興人，江蘇省宜興中學學生。