阀控式铅酸动力电池装配压力的设计.pdf
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1、交流与探讨2024 No.2 Vol.6197收稿日期:2023-10-09*通信作者阀控式铅酸动力电池装配压力的设计梅生猛,吴标*,缪春平,张旭,王晨浩(河南晶能电源有限公司,河南 孟州 454750)摘要:装配压力是阀控式铅酸动力电池制造工艺的重要参数之一。研究了装配压力对电池初期性能、电池储液量、开路电压、一次放电合格率的影响,以及循环过程中湿态压力的变化。结果表明,装配压力过高或过低都会对电池的性能产生影响。确定装配压力的一个合理范围,保持合适的压缩比,可以对电池的初期性能、电池储液量、开路电压、一次放电合格率有可靠保证。关键词:阀控式铅酸电池;动力电池;装配压力;储液量;开路电压;一
2、次放电合格率中图分类号:TM 912.1文献标识码:B文章编号:1006-0847(2024)02-97-04Design of assembly pressure VRLA power batteryMEI Shengmeng,WU Biao*,MIAO Chunping,ZHANG Xu,WANG Chenhao(Henan Jingneng Power Supply Co.,Ltd.,Mengzhou Henan 454750,China)Abstract:Assembly pressure is one of the important parameters of valve-regu
3、lated lead-acid power battery manufacturing process.The effects of assembly pressure on the initial performance,liquid storage capacity,open circuit voltage,pass rate of primary discharge,and the change of wet pressure during the cycle were studied.The results show that too high or too low assembly
4、pressure will affect the performance of the battery.To determine a reasonable range of assembly pressure and maintain a suitable compression ratio can guarantee the initial performance of the battery,the battery liquid storage,the open circuit voltage and the pass rate of a discharge.Keywords:valve-
5、regulated lead-acid battery;power battery;assembly pressure;liquid storage capacity;open circuit voltage;pass rate of primary discharge0 引言装配压力是阀控式铅酸动力电池制造工艺的重要参数之一,在电池的生产过程中具有重要影响1。装配压力的大小是否在合理范围内,不仅会影响着电池的性能,而且也会影响正常的生产制造过程2-5。但是对于装配压力的合理范围众说纷纭,有些学者认为装配压力应被控制在 19.759.2 kPa6,而有些人认为装配压力应被控制在 2080 kP
6、a7,还有的认为装配压力应被控制在 4060 kPa8。因此,笔者通过设计实验,收集数据,从多个方面、多个指标进行对比验证,以此来对装配压力的合理范围进行探究。1 实验在保持电池外形尺寸不变的情况下,装配压力与极板的厚度、数量,以及 AGM 隔板的厚度、压缩率、回弹性等有关。如果极板的厚度与数量一定,那么极群装配压力就与隔板的厚度、压缩率、回弹性密切相关。Chinese LABAT Man蓄 电 池2024 No.2 Vol.6198在实际生产过程中,阀控式铅酸动力电池的装配压力主要是通过极板搭配不同厚度 AGM 隔板纸来进行调节的。但是,由于不同厂家生产 AGM 隔板纸的原料配比、执行标准及
7、生产工艺有差别,即使使用厚度相同的隔板纸,装配压力也会有所不同。所以,在实验过程中,采取相同厂家不同厚度 AGM 隔板纸进行实验9。为了实验结果的准确性,使用同一生产批次极板作为正、中、边极板,并且控制极板厚度的误差值在(0 0.1)mm、重量的误差值在(0 0.3)g,组装统一型号的 6-DZF-20 阀控式铅酸动力电池。从电池初期性能、电池储液量、开路电压、一次放电合格率,以及循环过程中湿态压力的变化多方面进行对比,研究不同装配压力对电池性能的影响,以此来确定一个合理的装配压力范围。2 结果与分析2.1 隔板厚度对装配压力的影响由表 1 可以看出,阀控式铅酸动力电池的装配压力可以通过极板搭
8、配不同厚度 AGM 隔板纸来进行调节。并且装配压力随着隔板厚度的变厚而增大。2.2 装配压力对电池储液量、开路电压、隔板含酸量、初始容量的影响由图 1 可以看出,装配压力影响着电池的储液量,并且随着装配压力的增大储液量呈减小趋势。由表 2 来看,装配压力在 3555 kPa 的范围内隔板含酸量呈上升趋势,装配压力超过 55 kPa 后隔板含酸量明显呈下降趋势。从开路电压和放电时间来看,装配压力在 3555 kPa 的范围内时差异不大。但是装配压力超过 55 kPa 后开路电压和放电时间呈下降趋势。尤其是当装配压力达到 65 kPa 时,电池的初始容量受到显著影响。而且,结合隔板含酸量变化可以看
9、出,此时电池的化成效果也开始受到影响。但是,考虑到动力电池的使用工况,必须具有一定的装配压力才能满足对耐振动能力的要求。因此,从实验结果上看,4555 kPa 的装配压力是比较适中的。序号极群质量/g最大装配压力/kPa静置时装配压力/kPa隔板厚度/mm11 079.736.330.11.1821 080.547.944.71.2431 079.664.058.61.3441 077.872.566.01.36表 1 隔板厚度不同时装配压力图 1 不同装配压力放电时间和电池储液量2.3 装配压力对一次放电合格率的影响由图 2 可以看出,装配压力对一次放电合格率的影响非常显著。当装配压力小于
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