储能用长寿命LL-S阀控式铅酸蓄电池的开发

3.2 负极板

铅蓄电池负极活性物质，因反复的充放电循环，使活性物质硫酸盐化和活性物质晶粒粗大化的表面积降低，导致容量下降。为了防止这一现象，采用在负极活性物质中添加石墨、木素、硫酸钡等添加剂。这些添加剂按照一定的种类和不同的比例进行添加，对负极板的放电性能、充电接受性能及寿命性能等有很大的影响。

在硫酸铅内加入石墨，可提高硫酸铅表面的导电性能，并认为是在石墨表面发生反应。众所周知，超细晶粒石墨和添加量的增加能提高充电性能。石墨因种类的不同，其物理性能有很大的差异，因此可以认为石墨种类的不同，其效果也不同。

为了对比不同种类的石墨对负极充电性能的影响，表2中列出了用于评价试验用小型电池的六种石墨对比。蓄电池进行限量充电的循环次数达1000次后，负极板中残留的硫酸铅与石墨种类关系的研究结果示于图7。石墨种类的不同，硫酸铅的蓄积量也不同，D、E石墨相对传统使用的石墨A而言，硫酸铅含量少，负极充电性能好。表2数据无法判断石墨的物理性能与负极充电性能的关系，石墨晶粒表面官能团量和种类的不同，其效果也不相同。石墨的作用功能目前仍在探讨中。

4 新品电池的结构特性

4.1 单体电池

4500次长寿命的LL-S电池的改良内容及目的列于表3。有关电池结构、使用条件的卧式放置、限液、电量管理的充放电控制，目前仍沿袭LL型电池的技术。

新品电池与传统产品的对比列于表4，产品的外观照片示于图8。与传统的循环寿命3000次的电池相比，电池的尺寸相同，重量约增加了8%，电池的期待寿命增加到4500次，是原来的1.5倍。电池槽材料选用耐药性、耐透湿性优良的聚丙烯树脂，端子为螺栓式，在电池盖上设计有插入成型的铅合金制极柱套，与端子部位焊接成形，并用环氧胶封口，可防止电解液渗漏的结构。这种电池的推荐充电方法见图9，单体电池的充电电压设定为2.42V，采用多阶段小电流充电及为防止过充电采用控制充电量的方式进行充电。

新品电池各小时率的放电特性示于图10。与传统的LL型电池相比放电性能相同。在70%放电后，以推荐的充电模式进行充电的充放电效率示于图11。新品电池充放电时的效率约为87%。