鉛蓄電池は何回循環しますか？

ポジティブグリッドの腐食を防ぐために、多成分低タンタル合金が開発されました。このマルチアロイの耐食性は大幅に向上しています。負のグリッドは鉛メッキ銅で作られています。銅グリッドと活物質の重量比は1：3であり、リザーバーの比エネルギーが大幅に向上しています。また、銅グリッド負極の電気的性能が良好なため、充電受入能力が高く、電池の充放電サイクル寿命が長くなります。正および負の活物質に添加剤を加えると、活物質の利用率が高まり、耐用年数が長くなります。鉛フリー短絡を防止するため、総合的な短絡防止対策を講じています。高性能ボードとさまざまな新しい組み立てプロセスが使用されています。

鉛蓄電池の開発入門

鉛蓄電池は、1860年にガストンプランドルによって最初に製造されました。140年以上の歴史があります。過去100年間、科学技術、鉛蓄電池技術、構造、生産機械化、自動化の継続的改善の進展により、パフォーマンスは継続的に改善されました。その優れた性能と価格比により、今日まで鉛蓄電池の製造と応用は依然としてさまざまな化学電源の第一位にあります。その用途には主に電力、始動、緊急および作業用電源が含まれ、使用目的には車両、船舶、航空機、通信システム、コンピューター、機器およびその他の機器、設備、特に自動車用バッテリーおよび産業用バッテリーが含まれ、鉛蓄電池が占める市場シェアの90％以上、絶対的な利点は121です。最初のValta原子炉は、1800年に最初に登場しました。1801年、gottelotは、充電後に得られる電流である、いわゆる「二次電流」を観測しました。充電電流とは逆方向に。 1836年から1843年まで、Della zouviは、硫酸溶液中の正極としてPb02を研究しました。鉛蓄電池用のいくつかのタイプの電極と主要な製造プロセスは、1860年から1910年までの前半世紀に開発されました。最初はフォーメーションプレートでした。 1881年に、最初のペーストプレートを前に出しました。 XielangはPbを最初に使用しました。 Sb合金ゲートは、液体合金の流動性と固体合金の硬度を向上させるように設計されています。 1924年、R shimazu自身がボールミルを発明し、電池の活物質として鉛丹粉末の代わりにボールミル粉末を使用しました。リグニンは、硫酸鉛の結晶化を防ぎ、バッテリーの寿命を延ばすための負の活物質添加剤として使用されました。 1920年代には微孔性のゴム製パーティションがあり、1940年代には樹脂と紙のパーティションがあり、徐々に木製のパーティションに取って代わりました。 1950年代から1960年代までの20年間で、鉛蓄電池はいくつかの面で製造プロセスにおいて大きな進歩を遂げました。薄いプレートと改良されたグリッドデザイン。始動バッテリーに適用される貫通壁溶接の技術。一般に、低アンチモンまたはアンチモンフリーの合金鋳造グリッドを採用します。短時間放電での活物質の利用率を向上させます。乾式充電バッテリーの製造プロセス。 1970年代以降、各国は基本理論でメンテナンスフリーの密閉型鉛蓄電池の轟音を精力的に開発し、物理学、特に電子機器の成果と手段が広く使用されています：安定ポテンショメータ、走査型電流計、走査型電子顕微鏡、x。 X線および中性子回折、核磁気共鳴および電子分光法に加えて、回転ディスク電極およびコンピューター技術。研究の焦点は、熱力学から電極プロセス力学に移りました。

鉛蓄電池の主な生産国は、米国、ヨーロッパ（英国、ドイツ、フランスなど）、日本などいくつかの先進国に分布しており、その総生産量は世界の総生産量の約70％を占めています。米国には、鉛蓄電池の世界最大の生産国であるEXIDE Technologies（年間世界売上高28億ドル）、およびJOHNSON、CONTROL、DEKA、DELPHIなどの他の非常に大規模な鉛蓄電池メーカーがあります。米国の鉛蓄電池の出力値は、世界全体の約20％を占めています。しかし、近年、技術や人件費などの変化に伴い、一部の鉛蓄電池会社は衰退を経験しています。鉛蓄電池の生産は、インド、東南アジアなど人件費の安い国に移管されています。ヨーロッパには、塩化物、ホッペッケ、F1AMM、DETA、ホーカーなど、多くの大手鉛蓄電池メーカーがあります。ヨーロッパの鉛蓄電池は、世界で重要な役割を果たしており、技術をリードする鉛蓄電池が確立されています。サンシャイン（現在はEXIDEの子会社）などのバッテリーメーカー。 2001年のヨーロッパの鉛蓄電池の生産量は4,810万個で、2002年には4,910万個と推定されました。 2005年には5,180万人に達するでしょう。産業用電池については、2000年の予備電池は13万個、24Ah未満の密閉型電池は11万個、24Ah以上の密閉型電池は43万個でした。日本の鉛蓄電池の生産者には、主に湯浅電池株式会社、松下電池株式会社、古川電池株式会社、新神戸電器株式会社、日本電池（GS）が含まれます。 ）。関係者の統計によると、2002年の日本の鉛蓄電池の生産額は約11.6億米ドル、鉛蓄電池の始動電池は55.7％、工業用電池（固定鉛蓄電池）は）6.7％を占めました。小型鉛蓄電池は8.0％を占め、もう1つは29.7％を占めています。 1990年代以降、二次電池の総出力値に占める鉛蓄電池の割合は約20％にとどまり、近年増加しています。

近年、中国の鉛蓄電池の性能が大幅に向上し、重量比と体積比のエネルギーが大幅に向上しています。メンテナンスが少なく、メンテナンスフリーのバルブ制御式密閉型鉛蓄電池が急速に成長しています。

鉛蓄電池の構造、組成、分類

鉛蓄電池の電気化学的表現は次のとおりです。（1）PbIH2SO・IPb02（+）。

鉛蓄電池の主な構造は、正極、負極、セパレーター、硫酸電解液、電池タンク、カバーで構成されています。正極と負極はそれぞれ極グループに溶接され、大容量バッテリーがバスバーから引き出されて極を形成します。鉛蓄電池に使用されている電解液は、一定濃度の硫酸電解液です。レインセパレーターの機能は、正極と負極を分離することです。それは電気絶縁体（ゴム、プラスチック、グラスファイバーなど）であり、硫酸腐食に耐性があり、耐酸化性があり、電解質とイオンが自由に通過できるように十分な多孔性と細孔サイズを備えています。タンク本体も電気絶縁体であり、耐酸性、耐温度性、機械的強度に優れています。一般的に、タンク本体には硬質ゴムまたはプラスチックが使用されます。

鉛蓄電池のサイクル寿命分析

1.2.1ポジティブ活物質

正極活物質は二酸化鉛です。 Pb02の結晶形はd--Pb02と0--Pb02です。硫酸溶液では、

Pb02電極反応は次のとおりです。

PbOa + HS04 "+ 3H ++ 2e = PbS04 + 2H20

テストでは、B-Pb02の放電容量は常にa--Pb02の放電容量よりも大きいことが示されています。これは、B-Pb02の真の比表面積がQ--Pb02の比表面積よりも大きく、表面での硫酸鉛の成長と拡散に直接影響し、活性物質の利用率に影響を与えるためです。充電と放電の間に、n--Pb02とB-Pb02は互いに変換され、主にa--Pb02は13--Pb02に変換されます。正極の充放電反応機構は、溶解析出機構と固相機構に分けられます。

正極の活物質の利用率を向上させるために、導電性添加剤、バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム、ゼオライトなどの無機添加剤、有機添加剤、ポリマー添加剤など様々な添加剤が使用されている。 Wei Guolinは、BD添加剤がバッテリー容量を大幅に改善できると考えています。活物質の利用率を大幅に改善し、より多くの細孔を有する微細構造を形成することができ、それによって物質移動プロセスを改善し、正極の充電および放電性能を大幅に改善する。 BDとPIIの組み合わせにより、電池容量と正極活物質の利用率を大幅に向上させることができます。

Ramanthanll41の研究では、硫酸カルシウムが正の活物質に添加されて、高い放電率と低温でのバッテリー性能が向上することが示されています。正極活物質へのＲＳ０３Ｈの添加は、正極微細孔におけるＨ ＋の拡散条件を改善し、正極放電容量および正極活物質利用率を大幅に増加させる１１５］。 D.PavlovとN.CopkOVは、Pb、04と鉛粉末を混合し、高温硬化後に正極として4PbO・PbSO4ペーストを取得します。バッテリーのサイクル寿命は、活性物質aにより30％増加します。 Pb02の含有量はI "によって大幅に増加します。文書1171は、一般的な鉛ペースト組成物に過硫酸塩が添加された高性能正極板を紹介し、活物質は高い多孔性と比表面積を持ち、放電電力は少なくとも1です。 W / cm 2である。材料は、55％の気孔率と少なくとも4㎡/ gの比表面積を有している。文献[181は、鉛ペーストに有するPbF 2を追加し、バインダーとしてフッ素樹脂ラテックスを追加し、硬化を必要としないことを提案しますは、電池の高出力に有益です。活物質に炭素を添加しながら、プロピレンとプロピレンスチレンを使用することが提案されています。これは、主にネットワークの形成に有益であり、多孔性を高めます。

1.2.2負の活物質

負極活物質は鉛です。電池が放電すると、鉛の陽極が陽極になり、鉛が酸化されてPb "になり、電極の表面から溶液に拡散し、8042で沈殿反応が起こります。鉛電極が電位を超えている場合固相核形成を引き起こすのに十分な場合、固相反応が発生する可能性があります。S042は鉛と直接衝突して固体硫酸鉛を形成し、充電中にPb2 +が還元されます。鉛は硫酸溶液で不動態化できます。これを防ぐために、スポンジ鉛は製造時に負極として使用されます。

電池の寿命や容量を改善し、水素発生反応を抑えるためには、負極に各種膨張剤を添加する必要があります。負極リードは、形成後の乾燥工程で容易に酸化され、腐食防止剤を添加することができます。一般的に使用される膨張剤は、無機膨張剤と有機膨張剤です。無機膨張剤には、硫酸バリウム、硫酸バリウム、カーボンブラックなどが含まれ、電解質の拡散を促進し、深放電を促進し、不動態化を遅らせ、電極の比表面積が収縮するのを防ぎます。有機膨潤剤には、フミン酸、リグニン、リグノスルホン酸塩、合成なめし剤が含まれ、電極の比表面積の収縮を防ぐ働きがあります。一般的な抗酸化阻害剤は、α-ヒドロキシB-ナミン酸、グリセリン、キシリトール、アスコルビン酸、ロジンなどであり、これらはすべて鉛の酸化を阻害する可能性があります。

1.2.3バッテリー電解液

バッテリーの電解液は硫酸です。電解液に濃度0を追加します。 7mol / LのNa2SOでは、バッテリー容量が大幅に改善されました。 CoSOは、人々がさらに研究する一種の添加剤でもあります。鉛バッテリーの電解質にCoSOを添加すると、正の活物質とグリッド間の接着性、およびPb02粒子間の接着性が向上し、正のグリッドのサイクル寿命が効果的に向上します。 （NH4）2Cr207電解質添加剤は、鉛電極の容量を増やし、電極のカソードとアノードのプロセスを加速し、酸素析出の過電圧を改善することができます。さらに、バッテリー寿命にナイアシンアミド、ヒドロキシルアミン基化合物、および不飽和脂肪族化合物を追加することも有益です

1.2.4グリッド

電池の活物質は通常、鉛と鉛合金でできたグリッドに固定されています。鉛ビスマス合金は以前に発明されたグリッド合金であり、現在でも広く使用されているゲルマニウム含有量は4〜6％です。純粋な鉛と比較して、鉛ビスマス合金は、優れた機械的特性、優れた鋳造性、低い熱膨張係数、および均一な腐食を備えています。鉛ビスマス合金の欠点は、大きな電気抵抗、高いガス発生率、バッテリーの水分損失の増加、およびグリッドの腐食の加速です。このためには、ニオブ含有量を減らして低ニオブ合金と超低ニオブ合金を形成する必要があります。低ルテニウム合金は、主にグリッド鋳造における熱分解現象を解決する必要があります。したがって、核剤を添加する必要があります。核剤は主にs、Se、cu、Asです。主な低合金は、銀含有合金とアンチモンバリウム合金です。セレンおよび硫黄を含む低ビスマス合金。鉛-ビスマス-ヒ化物、鉛-カドミウム-カドミウムおよび鉛-カドミウム-銀合金;鉛-カルシウム-スズ-アルミニウム合金;

1.2.5パーティション

セパレーターはバッテリーのコンポーネントの1つであり、その主な役割は正と負の間の短絡を防ぐことです。ただし、バッテリーの内部抵抗は大幅に増加しませんが、電解液が自由に拡散してイオン化することもできます。また、一定の機械的強度、耐酸性、耐酸化性が求められます。セパレーターの主な種類は、微孔性ゴムセパレーター、焼結ポリ塩化ビニル微孔性プラスチックセパレーター、ポリ塩化ビニルフレキシブルプラスチックセパレーター、ガラス繊維およびポリプロピレンセパレーター、ガラスフィラメントセパレーターおよび複合セパレーターです。

鉛蓄電池のサイクル寿命分析

1.2.6分類

鉛蓄電池は通常、3つの分類で使用されます。

1）目的別に分類

中国の鉛蓄電池製品は用途別に分類されています。それは主に、使用開始、固定使用、電力使用などのいくつかの側面に分けられます。始動バッテリーは、主にさまざまな自動車、機関車、船舶の始動と照明に使用されます。大電流で放電する必要があり、低温で始動でき、バッテリーの内部抵抗は小さく、正極板と負極板は薄くする必要があります。固定鉛蓄電池は、主にさまざまな大規模機器システムのバックアップ電源として使用され、プレートが厚く、電解液が薄く、耐用年数が長くなっています。パワーバッテリーは主にさまざまな電力システムに電力を供給し、長期および短期のパフォーマンス要件が優れています。

2）プレート構造による分類

主にペーストタイプ、チューブタイプ、フォーミングタイプに分けられます。酸化鉛は、硫酸溶液で鉛ペーストに調整され、鉛合金で鋳造されたグリッド上にコーティングされ、乾燥されてペースト状のプレートに成形されます。スケルトンは鉛合金製で、スケルトンのアウターケーシングに繊維管を設け、活物質を充填しています。この電極板を管状板と呼びます。純粋な鉛によるプレート

鋳造は成形と呼ばれます。

3）電解液と充電のメンテナンスによって分類

主に乾式放電電池、乾式充電式電池、湿式充電式電池、メンテナンスフリー、メンテナンス不要の電池、バルブ制御密閉型電池に分けられます。

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