铅酸蓄电池零部件及技术要求

2010-04-14 10:58
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摘要：铅酸蓄电池零部件及技术要求

一、极板

　　极板是铅酸蓄电池的主体部件，是由板栅与活性物质(活化的铅膏)构成，按其结构形式极板分为涂膏式极板和管式极板，按其状态可分为普通极板和干荷电极板，按其功效可分为正极板和负极板。极板在铅酸蓄电池中的主要作用是:

　　1、电化反应的母体

　　2、电压形成的电极

　　3、电流形成的转换体

　　极板的技术要求详见《铅酸蓄电池制造与过程控制》书中第八章。

　　二、隔板

　　隔板是铅酸蓄电池重要的部件，又称“第三极板”，它的质量优劣直接影响到铅酸蓄电池的功能和功效，隔板由微孔橡胶或塑料或玻璃纤维材料制成，其一般以片状或袋状的形式存在于蓄电池中，其主要的作用是:

　　1、防止正、负极板接触短路并保证正、负极板实现最短的距离。

　　2、保证电解液中的正、负离子顺利通过参加电极反应。

　　3、电解液的载体。

　　4、阻缓正、负极板铅膏物质的脱落及极板受震损伤。

　　5、阻止一些对电极有害物质通过隔板进行迁移和扩散。

　　铅酸蓄电池用隔板应具有以下特性:

　　⑴、在硫酸中的应具有良好耐腐蚀性；

　　⑵、具有疏松多孔结构且能吸入大量的电解质溶液；

　　⑶、浸透性好；

　　⑷、有满足使用的机械强度和弹性；

　　⑸、具有一定的抗压性；

　　⑹、具有较小的电阻；

　　⑺、在一定温度范围内具有一定的耐温性；

　　⑻、具有一定耐老化性和耐氧化性。

　　铅酸蓄电池的种类很多，目前常用的有以下几类:

　　1、微孔橡胶隔板

　　微孔橡胶隔板是一种用生胶、硅酸以及其它添加剂制成的、具有10μm以下微孔的平板式隔板。它具有使用寿命长、可制厚度较小、电阻较低、没有毛刺和枝节等优点。缺点是被电解液浸渍的速度比较慢，成本较高，且不易制成0.5mm以下的薄板。此隔板多用于工业电池中。微孔橡胶隔板的技术要求见表9—1。

表9—1　微孔橡胶隔板物理化学性能

序号	项　　　　　目	极　限　值
1	电阻/（Ω·dm²）	基底厚/mm	极　限　值
		≤0.80 ＞0.80～1.00 ＞1.00	≤0.0030　　 ≤0.0035　　 ≤0.0040
2	拉伸强度/MPa	≥ 3.00
3	最大孔径/μm	≥ 5.0
4	孔率（%）	≥ 58
5	耐腐蚀性/（h/mm）	≥ 340
6	还原高锰酸钾物质/（ml/g）	≤ 15
7	铁含量（%）	≤ 0.04
8	氯含量（%）	≤ 0.003
9	水含量（%）	≤ 2.0
10	PH值	6～7
11	外观	隔板表面平整、颜色均匀一致，无裂纹、穿孔、缺角、分层等缺陷。

　　2、烧结聚氯乙烯隔板

　　烧结式聚氯乙烯隔板又称PVC隔板，是用烧结法制成的微孔聚氯乙烯的合成树脂型隔板，这种隔板具有浸透性好、机械强度高、化学稳定性好及电阻较低等优点，同时其工艺简单、造价低廉；缺点是抗腐蚀性较弱，不适应长寿命的蓄电池，此种隔板多用于起动型铅酸蓄电池。烧结式聚氯乙烯隔板的技术要求见表9—2。

表9—2　烧结聚氯乙烯隔板物理化学性能

序号	项　　　　　目	极　限　值
1	电阻/（Ω·dm²^）	基底厚/mm	极　限　值
		≤0.30 ＞0.30～0.50 ＞0.50	≤0.0015　　 ≤0.0025　　 ≤0.0030
2	拉伸强度/MPa	≥ 5.0
3	最大孔径/μm	≤ 25
4	孔率（%）	≥ 38
5	润湿性/S	≤5.0
6	浸酸失重（%）	≤2.0
7	发泡性	气泡( 沫 )不能完全覆盖硫酸溶液液面
8	还原高锰酸钾物质（ml/g）	≤ 15
9	铁含量（%）	≤ 0.04
10	氯含量（%）	≤ 0.003
11	水含量（%）	≤ 1.0
12	外观	隔板表面平整、颜色均匀一致，无裂纹、穿孔、缺角、分层等缺陷。

3、熔喷聚丙烯隔板

　　熔喷聚丙烯隔板又称PP隔板，它是用聚丙烯树脂加一定量的助剂，经过高压溶喷在超细纤维上，制成无纺布坯料，再经化学处理，按不同规格需要生产成袋式、平板式及槽纹式，这种隔板具有电阻小、孔率高、润湿速度快及造价低廉等优点，缺点是孔径较大，高温易收缩等。此类隔板多用于起动型蓄电池。熔喷聚丙烯隔板的技术要求见表9—3

表9—3　熔喷聚丙烯隔板物理化学性能

序号	项　　　　　目	极　限　值
1	电阻/（Ω·dm²）	基底厚/mm	极　限　值
		≤0.50 ＞0.50～0.80 ＞0.80	≤0.0010 ≤0.0015 ≤0.0020
2	拉伸强度/MPa	≥3.0
3	最大孔径/μm	≤36
4	孔率（%）	≥65
5	润湿性/S	≤5.0
6	浸酸失重（%）	≤1.0
7	发泡性	气泡(沫)不能完全覆盖硫酸溶液液面
8	尺寸稳定性（%）	≤1.0
9	还原高锰酸钾物质（ml/g）	≤15
10	铁含量（%）	≤0.04
11	氯含量（%）	≤0.003
12	水含量（%）	≤1.0
13	分层	无分层间隙
14	外观	隔板表面平整、颜色均匀一致，无裂纹、穿孔、缺角、分层等缺陷。

　　4、微孔聚乙烯隔板

　　微孔聚乙烯隔板又称PE隔板，它是用聚乙烯粉料与有关的添加剂混炼、延压而成的片状隔板，可制成袋式。这种隔板具有耐氧化性强、孔率高、孔径小、电阻低、韧性好等优点。缺点是基底薄、耐磨研及抗穿刺能力较弱。此种隔板多用于起动型蓄电池。微孔聚乙烯隔板的技术要求见表9—4。

表9—4 微孔聚乙烯隔板物理化学性能

序号	项　　　　　目	极　限　值
1	电阻/(Ω·dm²)	基底厚/mm	极　限　值
		≤0.30 (1) ＞0.30～0.45 ＞0.45～0.60 ＞0.60	≤0.0010 ≤0.0025 ≤0.0035 ≤0.0045
2	横向伸长率（%）	≥300(起动型) ⑵	≥200(工业型) ⑶
3	最大孔径/μm	≤1.0
4	孔率（%）	≥55
5	润湿性/S	≤30(起动型)		≤45(工业型)
6	浸酸失重（%）	≤4.0
7	尺寸稳定性（%）	≤1.0
8	还原高锰酸钾物质（ml/g）	≤10
9	铁含量（%）	≤0.04
10	氯含量（%）	≤0.003
11	水含量（%）	≤1.0
12	油含量（%）	≤13(起动型)	≤18(工业型)
13	外观	隔板表面平整、颜色均匀一致，无穿孔、裂纹等缺陷。

　注： ⑴、此基底厚隔板正面筋条宽度不小于5mm。　　　　　　　　　　

　 ⑵、起动型是指用于起动用铅酸蓄电池的隔板。　　　　　　　　　

　　 ⑶、工业型是指用于工业型铅酸蓄电池的隔板　

5、超细玻璃纤维隔板

　　超细玻璃纤维隔板又称AGM隔板，它是用超细玻璃纤维经抄纸法制成的非压缩玻璃纤维多层毡型和片型结构的隔板，这种隔板具有吸酸量高、吸液速度快、亲水性好、表面积大、孔率高孔径小、电阻低及耐酸性好、抗氧化性强等优点。对于阴极吸收式结构的蓄电池能提供良好的气体通道。此种隔板主要用于贫液式阀控密封式铅酸蓄电池。超细玻璃纤维隔板的技术要求见表9—5。

表9—5　超细玻璃纤维隔板物理化学性能

序号	项　　　　　目		极　限　值
1	拉伸强度		片型、袋型隔板/MPa		毡　型　隔　板
			≥3.00		总厚/mm	kN/m
					≤0.30 ＞0.30～0.50 ＞0.50～0.70 ＞0.70～1.00 ＞1.00～1.50 ＞1.50～2.50 ＞2.50	≥0.15 ≥0.20 ≥0.30 ≥0.40 ≥0.60 ≥0.80 ≥0.90
2	电阻/（Ω·dm² ）		普通型⑴	复合型⑵	总厚/mm	极限值
			≤0.0010⑶	≤0.0015	≤1.00 ＞1.00～2.00 ＞2.00	≤0.00050 ≤0.00055 ≤0.00060
3	最大孔径/μm		≤30		≤22
4	孔率（%）		≥85		≥90
5	润湿性/S		≤5.0		—
6	定量[g/（m²·mm）]		—		≥140
7	毛细吸酸高度	/（mm/5min）	—		≥75
		/（mm/24h）	—		≥620
8	还原高锰酸钾物质/（ml/g）		≤15		≤5
9	浸酸失重（%）		≤4.0		≤3.0
10	铁含量（%）		≤0.008		≤0.005
11	氯含量（%）		≤0.003
12	水含量（%）		≤1.0
13	发泡性		气泡(沫)不能完全覆盖硫酸溶液液面
14	外观		隔板表面平整、颜色均匀一致，无裂纹、穿孔、缺角、分层等缺陷。

注：⑴、普通型隔板是指外层未附有粗玻璃纤维的隔板。　　　　　　　　　　

　⑵、复合隔板是指外层附有粗玻璃纤维的隔板。　　　　　　　　

　　 ⑶、此电阻极限值对应的隔板厚度不大于2.00mm。

三、槽、盖

　　铅酸蓄电池槽、盖是铅酸蓄电池的主要部件，其中槽体主要是用于盛装正、负极板群和电解液的容器，而盖体的主要作用是防止杂物进行蓄电池内部及防止电解液溅漏和排气，槽盖应具有良好的绝缘性能、机械强度和防腐、防酸、耐温性。

　　目前铅酸蓄电池槽、盖主要有硬质橡胶材质、聚丙烯塑料材质和ABS等共聚塑料材质制成，而后二者更为广泛应用。硬质橡胶电池槽盖及聚丙烯塑料电池槽盖主要用于普通型蓄电池，而ABS共聚塑料电池槽盖多用于密封免维护铅酸蓄电池。

　　铅酸蓄电池槽体有二种形体，一是单体槽，只能盛装一个极群组，适用于2V系列的蓄电池使用。二是整体槽，由多个单体槽构成，可以盛装多个极群组，适用于4V、6V、8V、14V、24V等系列的蓄电池使用。

　　蓄电池槽底部设计有若干条与极群放置方向垂直的鞍子用以支撑极群组及盛装极板脱落物避免造成极板短路。

　　铅酸蓄电池槽体的技术要求见表9—6

　　表9—6　　　　　铅酸蓄电池槽体物理化学性能

序号	项　　　　目		指标或极限值
1	耐电压	干法，V	6000～1400V
		湿法，V	5000～1200V
2	耐冲击性	常温	无裂纹
		低温	无裂纹
3	耐热性	整体槽，mm	≤2.0
		单体槽	≤1.0%
4	内　应　力		无裂纹
5	耐气压性		小型阀控密封式	≤0.5%
			固定型阀控密封式	≤2.0%
6	耐腐蚀性		无膨胀、裂纹、变色
7	质量变化率		≤1.0%
8	铁含量		≤0.005%
9	还原高锰酸钾物质，ml/g		≤1.0
10	橡胶槽表面色泽均匀，外观整洁，无喷霜、爆裂、气泡及裂纹塑料槽表面色泽均匀，外观整洁，无分解料痕及划伤

注:1、固定型防酸式及固定型阀控式蓄电池槽不控制低温落球冲击强度。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　 2、苯乙烯及其共聚物等非结晶形高聚物成型的蓄电池槽控制内应力。

四、电解液

　　铅酸蓄电池用电解液是由硫酸与去离子水或蒸馏水配制而成的稀硫酸溶液，其在铅酸蓄电池中的作用是：

　　1、参加电化反应

　　2、溶液正、负离子的传导体

　　3、极板产生温度的热扩散体。

　　成品铅酸蓄电池分带液电池和不带液电池，其中带液电池是由生产厂在制造过程中按规定加注电解液的成品电池，例如，阀控制密封蓄电池及起动型液密电池，而不带液电池是由用户在使用前按规定加注电解液的成品电池，例如，干荷电起动用电池及牵引用电池等。

　　铅酸蓄电池用电解液的性质及技术要求在第8章中已阐述

　　五、铅零件

　　铅酸蓄电池用铅零件主要是指极柱和连接条。极柱和连接是用铅基合金按照规定的图样尺寸浇铸而成。

　　极柱的主要作用是:

　　1、完成极群组电流的传输和引向

　　2、整体蓄电池单格间的内连接基础。

　　3、蓄电池引线端子焊制基础。

　　极柱的结构根据蓄电池的种类及型号不同有多种形式，但无论何种形式都应满足二方面的要求：一是保证可靠连接；二是保证蓄电池最大工作电流情况下本体不出现过热和融化。

　　连接条的主要作用是用来进行单体蓄电池外部连接，使之构成一个整体蓄电池或蓄电池组。连接条的形式也很多，同理不论何种形式都应保证可靠连接和最大工作电流情况下，本体不出现过热和融化。

　　六、工作栓

　　铅酸蓄电池用的工作栓是指蓄电池上所使用的各种用途的栓，如:

　　液孔栓──封闭蓄电池盖上注液孔的栓防止电解液溅漏。

　　防酸栓──阻挡酸雾析出的栓。

　　催化栓──通过钯的气相催化作用实现氢氧气体再化合成水的栓。

　　密封栓──阻档酸雾析出及实现水蒸汽冷凝回流的栓。

　　七、胶零件

　　铅酸蓄电池用的胶零件主要是指阀控密封式铅酸蓄电池使用的密封胶圈和胶帽。

　　密封胶圈又称“O型圈”，主要是用于极柱的密封。

　　胶帽又称排气阀，主要是用于蓄电池内部气体的限压排气。

, Times New Roman''''">9—2　烧结聚氯乙烯隔板物理化学性能

序号	项　　　　　目	极　限　值
1	电阻/（Ω·dm²^）	基底厚/mm	极　限　值
		≤0.30 ＞0.30～0.50 ＞0.50	≤0.0015　　 ≤0.0025　　 ≤0.0030
2	拉伸强度/MPa	≥ 5.0
3	最大孔径/μm	≤ 25
4	孔率（%）	≥ 38
5	润湿性/S	≤5.0
6	浸酸失重（%）	≤2.0
7	发泡性	气泡( 沫 )不能完全覆盖硫酸溶液液面
8	还原高锰酸钾物质（ml/g）	≤ 15
9	铁含量（%）	≤ 0.04
10	氯含量（%）	≤ 0.003
11	水含量（%）	≤ 1.0
12	外观	隔板表面平整、颜色均匀一致，无裂纹、穿孔、缺角、分层等缺陷。