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科電電池的失效模式及其原因
1、電池的正極板軟化
電池的正極板是由板柵和活性物質(zhì)組成的,其中活性物質(zhì)的有效成分就是氧化鉛。放電的時候氧化鉛轉(zhuǎn)為硫酸鉛,充電的時候硫酸鉛轉(zhuǎn)為氧化鉛。氧化鉛是由α氧化鉛和β氧化鉛組成的,在2種氧化鉛中以其中α氧化鉛荷電能力小但是體積大,比β氧化鉛堅硬,主要起支撐作用;β氧化鉛恰好相反,荷電能力大但是體積小,比α氧化鉛軟,主要起荷電作用。α氧化鉛是在堿性環(huán)境中天生的,在電池內(nèi)部一旦出現(xiàn)參與放電以后,充電只能夠生產(chǎn)β氧化鉛。正極板的活性物質(zhì)是多孔結(jié)構(gòu)的,就與電解液——硫酸的接觸面積來說,多孔結(jié)構(gòu)是平面的數(shù)十倍。假如α氧化鉛參與放電以后,重新充電以后只能夠天生β氧化鉛,這樣就失往了支撐,不僅僅會產(chǎn)生正極板活性物質(zhì)脫落,而且脫落的活性物質(zhì)還會堵塞正極板的微孔,導致正極板參與反應的真實面積下降,形成電池容量的下降。后備電源的電池使用年限要求比較嚴格,對電池的容量要求比較寬,因此后備電源使用的電池α氧化鉛和β氧化鉛比例比深循環(huán)的動力型電池大一些。為了減少α氧化鉛參與放電,一般控制放電深度僅僅為40%。隨著電池的使用時間的增加,電池的容量下降,新電池放電40%的電量,對于舊電池來說必然超過40%的,所以舊電池就相當于放電深度深,電池的正極板軟化也會被加速。所以,電池的容量壽命曲線的后期下降速率遠遠高于中期。電池容量越小,放電深度越深,α氧化鉛損失也越多,正極板軟化也越嚴重,導致電池容量下降越快,形成了惡性循環(huán)。
這樣,電池的放電深度需要嚴格控制。實現(xiàn)這個控制的是靠基站的電源治理系統(tǒng)的設置。目前控制電池放電深度的主要標準還是一次放電量和放電電壓。這樣,盡可能避免在應急的時候強制放電,而應該按照放電量來增加電池的容量。
光伏系統(tǒng)用儲能VRLA蓄電池的設計實踐 銷售電話:13716679560 QQ:1009314387 張經(jīng)理
根據(jù)光伏系統(tǒng)用蓄電池的工作條件以及對光伏系統(tǒng)用蓄電池性能的特殊要求,結(jié)合上述影響蓄電池壽命的因素,在原VRLA蓄電池的基礎上進行了一系列的研究和技術改進,設計開發(fā)了光伏系統(tǒng)專用VRLA蓄電池。具體改進措施包含以下幾方面:
(1)板柵合金:采用了適合與循環(huán)使用鉛銻或者鉛鎘板柵合金,既能防止極板在使用過程中腐蝕增長,又可消除板柵和活性物質(zhì)的界面上的阻擋層,杜盡了早期容量衰減。其充電效率和深放電后的恢復性能都很理想。由于鎘為有毒元素,現(xiàn)在限制使用。但由于鉛銻合金電池,失水嚴重,現(xiàn)在一般做成開口式蓄電池需要定期補水,需要職員定期維護。
(2)板柵結(jié)構(gòu):采用了特殊的板柵結(jié)構(gòu),可防止因板柵增長而導致蓄電池損壞,并增加了板柵的厚度,以延長蓄電池的使用壽命。現(xiàn)在常用管式正極板柵設計,有限解決了因活性與板柵之間接觸不好的題目。
(3)鉛膏:在正、負鉛膏中,添加能增加導電性的添加劑,如石墨、乙炔黑等,并改進和膏工藝和固化工藝,進步了蓄電池的充電接受能力、過放電后容量恢復能力和深循環(huán)壽命。
(4)裝配壓力:進步了電池的裝配壓力,以進步蓄電池的循環(huán)使用壽命。采用了高強度緊裝配技術,確保蓄電池緊裝配壓力得以實現(xiàn)。
(5)電解液:降低了硫酸電解液的比重,并添加了特殊的電液添加劑,可以降低對極板的腐蝕,減少電液分層的產(chǎn)生,進步了電池的充電接受能力,和過放電性能。
(6)雜質(zhì)的控制:對各種材料的雜質(zhì)(如Sb、Fe、Ni等)進行嚴格的控制,特別是合金中雜質(zhì)的控制,降低了電池的自放電,杜盡了負極總線腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
(7)正負活性物質(zhì)的配比:針對光伏系統(tǒng)用儲能VRLA蓄電池的充放電特點,調(diào)整了正負活性物質(zhì)的配比,進步蓄電池的循環(huán)壽命。
(8)安全閥:對安全閥還考慮了海拔2500m以上的高原天氣的影響,特別調(diào)整了開閉閥壓力,采用專用安全閥。
(9) 電池結(jié)構(gòu):降低了電池總高度。采用用矮型結(jié)構(gòu)生產(chǎn),可以大大降低由于電液分層現(xiàn)象導致蓄電池的使用壽命和容量受到不利影響。但由于膠體電池不易出現(xiàn)電解液分層現(xiàn)場,無此限制。
(10)蓄電池各單體電池的一致性:這里提到的一致性不僅是指電池的開路電壓,初期容量,還包括電池的內(nèi)阻,自放電,以及充電效率等,這就要求足夠的制造精度,即從鉛粉、鑄片、和膏、涂片、固化、化成、干燥裝配、加酸、充電到最后的四項功能檢測都必須控制在較小的公差范圍內(nèi),所以采用機鑄、機涂、組立機裝配以及精確注酸是確保電池一致性的可靠保證,盡量減少人為因子。
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鉛酸蓄電池行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
電池工業(yè)是新能源領域的重要組成部分,是全球經(jīng)濟發(fā)展的一個新熱點,與電力、交通、信息等產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關,是社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類生活中不可缺少的產(chǎn)品。
鉛酸蓄電池憑借其性能價比高、大容量、高功率、長壽命、安全可靠等優(yōu)點,是目前世界上產(chǎn)量最大、用途最廣的一種電池,鉛酸蓄電池銷售額占全球電池銷售額的30%以上。鉛作為鉛酸蓄電池最為重要的原料,其質(zhì)量和價格的高低直接影響蓄電池產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展,鉛和鉛酸蓄電池的發(fā)展是相輔相成的。現(xiàn)就對近年來我國鉛酸蓄電池發(fā)展現(xiàn)狀進行分析,談點自己的感想。
以上說明了我國鉛酸蓄電池行業(yè)現(xiàn)狀,鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景,最后指出了我國蓄電池產(chǎn)業(yè)面臨的問題。
科電蓄電池應用范圍:
⑴ 電話交換機 ⑺ 辦公自動化系統(tǒng)
⑵ 電器設備、醫(yī)療設備及儀器儀表 ⑻ 無線電通訊系統(tǒng)
⑶ 計算機不間斷電源 ⑼ 應急照明
⑷ 輸變電站、開關控制和事故照明 ⑽ 便攜式電器及采礦系統(tǒng)
⑸ 消防、安全及報警監(jiān)測 ⑾ 交通及航標信號燈
科電蓄電池講述:廢鋰電池的處理方法
廢棄的鋰電池中含有大量不可再生且經(jīng)濟價值高的金屬資源,如鈷、鋰、鎳、銅、鋁等,如果能有效地回收處理廢棄或不合格的鋰電池,不僅能減輕廢銼電池對環(huán)境的壓力,還可以避免造成鈷、鎳等金屬資源的浪費。
常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司與高校合作,建立了以江蘇技術師范學院、江蘇省貴金屬深加工技術及其應用重點實驗室為技術支撐的課題組,立項研究從廢鋰離子電池中回收有價金屬,經(jīng)過3年研發(fā),解決了生產(chǎn)中操作復雜、流程長、有機溶劑對環(huán)境造成危害等不利因素,縮短了工藝流程,降低了耗電量,提高了金屬回收率、純度和回收量,形成“每年8000噸廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應用”成果。
項目屬于固體廢棄物資源化利用應用領域,技術原理是采用濕法冶金技術進行有色金屬的分離和回收,包括浸出、溶液凈化與富集、溶劑萃取等,另外還采用電冶金技術即電積終獲得單質(zhì)金屬產(chǎn)品。
技術路線是:首先對廢鋰電池進行預處理,包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解后的塑料及鐵外殼回收;分選后的電極材料進行堿浸出、酸浸出、除雜后,進行萃取。
萃取是關鍵一步,將銅與鈷、鎳分離;銅進入電積槽進行電積產(chǎn)生電積銅產(chǎn)品;經(jīng)萃取后的鈷、鎳溶液再進行萃取分離,這時經(jīng)過結(jié)晶濃縮,直接得到鈷鹽和鎳鹽;或者經(jīng)萃取分離的鈷、鎳分別進入電積槽中,得到電積鉆和電積鎳產(chǎn)品。
電沉積工序的鉆、銅、鎳回收率達99%,品級分別達到99.98%、99.95%和99.2%~99.9%,硫酸鈷、硫酸鎳產(chǎn)品等都達到相關標準。
本項目在優(yōu)化的研究成果前提下,進行規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)和建設,建成一條年回收量達8000噸的廢鋰離子全封閉清潔生產(chǎn)線,回收得到鈷1500噸、銅1200噸和鎳420噸,總產(chǎn)值超過4億元。
將濕法回收重金屬技術進行規(guī)模化應用,經(jīng)了解在國內(nèi)還未見,在國外也不多見。
這項成果對全國廢鋰電池金屬資源回收具有一定的指導作用,成功地填補了國內(nèi)空白;清潔環(huán)保,成本低,利潤高,在同類企業(yè)中具有較大的競爭優(yōu)勢。
采用濕法回收工藝,整合、簡化工藝流程,整套工藝能耗低,產(chǎn)品回收率高。