大連山頓蓄電池代理商
山頓蓄電池發(fā)生條件
充電電池
活潑性不同的兩個電極(金屬與金屬或石墨或不溶性的金屬氧化物);
兩電極浸入電解質(zhì)溶液且導(dǎo)線連接或直接接觸;
粒子的放電順序:
陽離子:
K + 、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+
Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+
(得e能力依次增強)
陰離子:
除Au 、Pt外的金屬做電極放電能力>;陰離子。即:
Zn、 Fe… Cu 、 Hg 、 Ag >S2-、I - 、
Br -、 Cl -、OH -(水)、 NO3 -、SO4 2-
充電過程 編輯
充電就是讓在上邊的放電過程逆轉(zhuǎn)
以鉛蓄電池為例:
鉛蓄電池是首先制造出的實用蓄電池。其原理如下:
把A、B兩塊鉛板插入硫酸溶液中,鉛于硫酸作用的結(jié)果,使A、B兩塊鉛板上形成硫酸鉛,溶液中也被硫酸鉛飽和,這是還沒有電勢,給
蓄電池充電時,在兩極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:
A;PbSO4+2H2O - 2e-→PbO2+H2SO4+2H+;
B:PbSO4+2e-→Pb+SO42-;
可以看出,充電后,A板上的PbO2成為正極, B板上Pb成為負(fù)極。放電時,兩極發(fā)生的反應(yīng)如下:
正極:PbO2+H2SO4+2H+ -2e-→PbSO4+2H2O-2e-;
負(fù)極:Pb+SO42-→PbSO4+2e-;
放電時發(fā)生反應(yīng)恰為充電的逆過程。充電時,高電動勢為2.2V。放電時,電動勢逐漸降低,低到1.8V時必須充電,否則會損壞極板
閥控式鉛酸電池的工作原理
電池充電過程中存在水分解反應(yīng),當(dāng)正極充電到70%時,開始析出氧氣,負(fù)極充電到90%時開始析出氫氣。閥控式鉛酸蓄電池能在
電池內(nèi)部對氧氣再復(fù)合利用,同時抑制氫氣的析出,克服了傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池的主要缺點。
閥控式鉛酸蓄電池采用負(fù)極活性物質(zhì)過量設(shè)計,正極在充電后期產(chǎn)生的氧氣通過空隙擴(kuò)散到負(fù)極,與負(fù)極海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng),使負(fù)
極處于去極化狀態(tài)或充電不足狀態(tài),達(dá)不到析氫過電位,所以負(fù)極不會由于充電而析出氫氣,電池失水量很小,故使用期間不需加酸加
水維護(hù)。在閥控式鉛酸蓄電池中,負(fù)極起著雙重作用,即在充電末期或過充電時,一方面極板中的海綿狀鉛與正極產(chǎn)生的O2反應(yīng)而消耗
氧氣,另一方面是極板中的硫酸鉛又要接受外電路傳輸來的電子進(jìn)行還原反應(yīng),由硫酸鉛反應(yīng)成海綿狀鉛。在電池內(nèi)部,若要使氧的復(fù)
合反應(yīng)能夠進(jìn)行,必須使氧氣從正極順暢的擴(kuò)散到負(fù)極。氧的移動過程越容易,氧循環(huán)就越容易建立。在閥控式蓄電池內(nèi)部,氧以兩種
方式傳輸:一是溶解在電解液中的方式,即通過在液相中的擴(kuò)散,到達(dá)負(fù)極表面;二是以氣相的形式擴(kuò)散到負(fù)極表面。傳統(tǒng)富液式電池
中,氧的傳輸只能依賴于氧在正極區(qū)H2SO4溶液中溶解,然后依靠在液相中擴(kuò)散到負(fù)極。如果氧呈氣相在電極間直接通過開放的通道移
動,那么氧的遷移速率就比單靠液相中擴(kuò)散大得多。充電末期正極析出氧氣,在正極附近有輕微的過壓,而負(fù)極化合了氧,產(chǎn)生一輕微
的真空,于是正、負(fù)間的壓差將推動氣相氧經(jīng)過電極間的氣體通道向負(fù)極移動。閥控式鉛蓄電池的設(shè)計提供了這種通道,從而使閥控式
電池在浮充所要求的電壓范圍下工作,而不損失水。
5 鉛酸蓄電池使用壽命短原因探討
鉛酸蓄電池自問世以來,始終跳不出實際使用壽命短,提前報廢的怪圈,如普通鉛酸蓄電池設(shè)計壽命為2-3年,實際只能使用一年
或更短的時間。有的蓄電池由于貯存時間過長,未經(jīng)使用就已失效報廢,造成能源的極大浪費。蓄電池使用壽命短,主要原因是在正常
的使用過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變電能的同時也會自然產(chǎn)生硫化,在極板上形成一層硫酸鉛結(jié)晶體,隨著時間的推移,這些結(jié)晶體沾附在極板
上的面積越來越大,越來越厚,將極板微孔堵塞,使產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)越來越少,極板不能正常工作。蓄電池容量越來越低,嚴(yán)
重時造成蓄電池壽命終止,這是自然原因造成的。但更多的情況是人為原因造成的,原因多為使用、儲存不當(dāng)。
6 閥控鉛酸蓄電池的失效模式
6.1 干涸失效模式
從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣、氧氣,水蒸氣、酸霧,都是電池失水的方式和干涸的原因。電池干涸失效是閥控鉛酸蓄電池所特有
的。失水的原因有以下幾種:
氣體再化合的效率低。
從電池殼體蒸發(fā)水。
板柵腐蝕消耗水。
自放電損失水。
6.1.1 氣體再化合效率
氣體再化合效率與選擇浮充電壓關(guān)系很大。電壓選擇過低,雖然氧氣析出少,復(fù)合效率高,但個別電池會由于長期充電不足造成負(fù)
極鹽化而失效,使電池壽命縮短。浮充電壓選擇過高,氣體析出量增加,氣體再化合效率低,雖避免了負(fù)極失效,但安全閥頻繁開啟,
失水多,正極板柵也有腐蝕,影響電池壽命。
6.1.2 從電池殼體蒸發(fā)水
電池殼體的滲透率,除取決于殼體材料種類、性質(zhì)外,還與其壁厚,殼體內(nèi)外間水蒸氣壓差有關(guān)。雖然有些殼體材料的水蒸氣滲透
率較大,但強度好,所以仍然得到廣泛的應(yīng)用。
6.1.3 板柵腐蝕
板柵腐蝕也會造成水分的消耗。
6.1.4 自放電
正極自放電析出的氧氣可以在負(fù)極再化合而不至于失水,但負(fù)極出析的氫不能在正極復(fù)合,會在電池累積,從安全閥排出而失水,
尤其是電池在較高溫度下貯存時,自放電加速。
6.2 容量過早損失的失效模式
閥控鉛酸蓄電池早期容量損失常容易在如下條件發(fā)生:
不適宜的循環(huán)條件,諸如連續(xù)高速率放電、深放電、充電開始時低的電流密度。
缺乏特殊添加劑如Sb、Sn、H3PO4。
低速率放電時高的活性物質(zhì)利用率、電解液高度過剩,極板過薄等。
活性物質(zhì)視密度過低,裝配壓力過低等。
6.3 熱失控的失效模式
大多數(shù)電池體系都存在發(fā)熱問題,在閥控鉛酸蓄電池中可能性更大,這是由于:氧再化合過程使電池內(nèi)產(chǎn)生更多的熱量;排出的氣
體量小,減少了熱的消散;
若閥控鉛酸蓄電池工作環(huán)境溫度過高,或充電設(shè)備電壓失控,則電池充電量會增加過快,電池內(nèi)部溫度隨之增加,電池散熱不佳,
從而產(chǎn)生過熱,電池內(nèi)阻下降,充電電流又進(jìn)一步升高,內(nèi)阻進(jìn)一步降低。如此反復(fù)形成惡性循環(huán),直到熱失控使電池殼體嚴(yán)重變形、
漲裂。為杜絕熱失控的發(fā)生,要采用相應(yīng)的措施:
充電設(shè)備應(yīng)有溫度補償或限流功能。
嚴(yán)格控制安全閥質(zhì)量,以使電池內(nèi)部氣體正常排出。
蓄電池要安裝在通風(fēng)良好的位置,并控制電池溫度。
6.4 負(fù)極不可逆硫酸鹽化
正常條件下,鉛蓄電池在放電時形成的硫酸鉛結(jié)晶,在充電時能較容易地還原為鉛。如果電池使用和維護(hù)不當(dāng),例如經(jīng)常處于充電
不足或過放電,負(fù)極就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛,它幾乎不溶解,用常規(guī)方法充電很難使它轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì),從而減少了電池
容量,甚至成為蓄電池壽命終止的原因,這種現(xiàn)象稱為極板的不可逆硫酸鹽化。為了防止負(fù)極發(fā)生不可逆硫酸鹽化,必須對蓄電池及時
充電,不可過放電。
6.5 板柵腐蝕
在鉛酸蓄電池中,正極板柵比負(fù)極板柵厚,原因之一是在充電時,特別是在過充電時,正極板柵要遭到腐蝕,逐漸被氧化成二氧化
鉛而失去板柵的作用,為補償其腐蝕量必須加粗加厚正極板柵。所以在實際運行過程中,一定要根據(jù)環(huán)境溫度選擇合適的浮充電壓,浮
充電壓過高,除引起水損失加速外,也引起正極板柵腐蝕加速。電池的設(shè)計壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進(jìn)行計算的,正極板柵被
腐蝕的越多,電池的剩余容量就越少;電池壽命就越短。
7 閥控式鉛酸蓄電池的自放電
7.1 自放電的原因
電池的自放電是指電池在存儲期間通過內(nèi)電路放電,致使容量降低的現(xiàn)象。自放電通常主要在負(fù)極,因為負(fù)極活性物質(zhì)為較活潑的
海綿狀鉛電極,可發(fā)生置換反應(yīng)。若在電極中存在著析氫過電位低的金屬雜質(zhì),這些雜質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)能組成腐蝕微電池,結(jié)果負(fù)極
金屬自溶解,并伴有氫氣析出,從而容量減少。在電解液中雜質(zhì)起著同樣的有害作用。一般正極的自放電不大。正極為強氧化劑,若在
電解液中或隔膜上存在易于被氧化的雜質(zhì),也會引起正極活性物質(zhì)的還原,從而減少容量。
7.2正極的自放電
正極的自放電是由于在放置期間,正極活性物質(zhì)發(fā)生分解,形成硫酸鉛并伴隨著氧氣析出。
7.3負(fù)極的自放電
蓄電池在開路狀態(tài)下,鉛的自溶解導(dǎo)致容量損失。引起自放電的因素很多,如電解液及極板材料有雜質(zhì),引起局部電池效應(yīng)自放電
;隔板破裂,活性物質(zhì)脫落;蓄電池蓋上有浸潤性灰塵,電解液或水形成回路自放電。我們能做到的是保持蓄電池蓋上的干燥和清潔。
冬天從屋外移到屋內(nèi)的蓄電池其表現(xiàn)上會有冷凝水,可擦拭或靜置屋內(nèi)待其蒸發(fā)后再充電。
8 閥控式鉛酸蓄電池容量的影響因素
8.1 放電率對電池容量的影響
鉛蓄電池容量隨放電倍率增大而降低,在考核電池容量時,必須指明放電的倍率。
8.1.1高倍率放電時容量下降的原因
放電倍率越高,放電電流密度越大,電流在電極上分布越不均勻,電流優(yōu)先分布在離主體電解液近的表面上,從而在電極的外
表面優(yōu)先生成PbSO4。PbSO4的體積比PbO2和Pb大,于是放電產(chǎn)物硫酸鉛堵塞多孔電極的孔口,電解液則不能充分供應(yīng)電極內(nèi)部反應(yīng)的需
要,電極內(nèi)部物質(zhì)不能得到充分利用,因而高倍率放電時容量降低。
8.1.2 放電電流與電極作用深度關(guān)系
在大電流放電時,活性物質(zhì)沿厚度方向的作用深度有限,電流越大其作用深度越小,活性物質(zhì)被利用的程度越低,電池給出的容量
也就越小。在大電流放電時,由于極化和內(nèi)阻的存在,電池的端電壓低,電壓降損失增加,使電池端電壓下降快,也影響容量。
8.2 溫度對電池容量的影響
環(huán)境溫度對電池的容量影響較大,隨著環(huán)境溫度的降低容量減小。環(huán)境溫度變化1℃時的電池容量變化稱為容量的溫度系數(shù)。
9 閥控鉛酸蓄電池的使用
9.1 容量選擇
閥控鉛酸蓄電池的額定容量是10小時率放電的容量。電池放電電流過大,則達(dá)不到額定容量。因此,應(yīng)根據(jù)設(shè)備負(fù)載,電壓大小等
因素來選擇合適容量電池。
。
新型電池 編輯
歐美國家已開始開發(fā)一種新的可充電電池,叫鎳鋅AA電池(Ni-Zn電池)
鎳鋅AA電池: 電池尺寸同鎳氫/鎳鎘的尺寸: IEC規(guī)格
理論電壓: 1.8V
理論電壓:放電1.65V
充電電池
理論容量: 1500Mah
對充電器的要求:
充電器應(yīng)可同時充4節(jié)AA
1.1. Constant current charge at C rate ( 1.5 amps ) until cell voltage reaches 1.9 volts/cell
在每節(jié)電池電壓達(dá)到1.9V之前,1.5amps恒流充電
1.2. Maintain 1.9 volts/cell and terminate constant current and allow current to taper at constant float voltage ( 1.9
volt) condition.
當(dāng)電壓到1.9V時停止恒流充電,在1.9V的情況下讓電流逐漸變小
1.3. When taper current reach C/15,100 ma or when total time charge reaches 2.5 hrs terminate charge.
當(dāng)小電流達(dá)到C/15,100mA或者總的充電時間達(dá)到2.5小時時停止充電
Please review this charging information and give me any recommendations you may have to reduce cost and improve
reliability.
新代電池 編輯
把充電電池與充電裝置融合在一起,成為新一代充電電池設(shè)計的發(fā)展趨勢。usb電池把標(biāo)準(zhǔn)的usb接口內(nèi)置在充電電池內(nèi),使用方便,成
為未來電池發(fā)展的亮點!
發(fā)展趨勢 編輯
把usb接口和電芯融合再分離,usb花園把充電電池的研發(fā)推上了一個新臺階!這一種usb電池可以更換電芯,在電池循環(huán)使用多次后,
處理時減少電子垃圾,符合環(huán)保型社會產(chǎn)品的設(shè)計要求,是新能源的熱點。
六大訛傳 編輯
訛傳一:新電池的激活
新電池應(yīng)該用循環(huán)充放電的方式來激活電池的性能。
真相:準(zhǔn)確地說上述說法并不是謠傳。電池從出廠到用戶手中存在一個時間差,短則一個月、長則半年。對于時間差較長的電池,其電
極材料會鈍化,因此廠商建議初次使用的電池好進(jìn)行3~5次完全充放電過程,以便消除電極材料的鈍化,達(dá)到大容量。但通常廠商
都沒有注意提醒消費者,這里所說的完全充放電不應(yīng)該是深度放電,而應(yīng)該控制在5%~8%既可。否則一塊新電池很有可能會報廢。
訛傳二:“前三次”充電
當(dāng)一塊新電池買回后,好進(jìn)行三次循環(huán)充放電,充電時間應(yīng)該超過12小時,以便激活電池大效能。
真相:鎳氫電池為了達(dá)到完美的飽和狀態(tài),需要經(jīng)過“補充”和“涓流”過程,這個時間一般在5小時左右。而目前鋰離子電池的“
恒流”、“恒壓”充電特性更是讓其深充電時間控制在4小時以內(nèi)。一旦充滿,電池內(nèi)部的保護(hù)電路便會自動停止充電,因此這種做法
是不科學(xué)也沒有實際意義的。
有人曾用手機(jī)做過試驗。在用旅充充電器把電池充滿后,轉(zhuǎn)用座充充電器來確認(rèn)電池的飽和程度。當(dāng)他發(fā)現(xiàn)座充充電器仍然對電池進(jìn)行
充電時,便認(rèn)為電池仍未達(dá)到飽和狀態(tài)
。其實這個測試方法欠缺嚴(yán)謹(jǐn)。原因在于,座充充電器的指示燈并不是檢測真正飽和與否的惟一標(biāo)準(zhǔn),座充充電器的基準(zhǔn)電壓不一定等
于手機(jī)的基準(zhǔn)電壓,因此當(dāng)手機(jī)認(rèn)為電池達(dá)到飽和狀態(tài)時,座充充電器也許并不這么認(rèn)為,依然進(jìn)行充電,但是否充進(jìn)去,就只有它自
己知道了。
山頓蓄電池相關(guān)配件價格:
1、5.5V/140毫安太陽能電池 22元一片
2、低壓差隔離二極管 0.6元一個
3、4節(jié)5號全封閉帶開關(guān)電池盒 4元一個
4、小號電源插頭 1.2元一個
5、小號電源插座 0.8元一個
6、帶尾標(biāo)準(zhǔn)電源插座 2.5元一個
7、標(biāo)準(zhǔn)電源插頭 1元一個
8、20W恒溫?zé)崛勰z槍 20元一把,8毫米膠棒0.5元一根
9、38 LED白色12V直流散光型節(jié)能燈成品 成品每個25元
產(chǎn)品2:USB口升壓模塊 9元一個
這是能升壓到5V帶USB接口的升壓模塊,當(dāng)輸入電壓在1~5V時能輸出5V/500mah左右電流能給手機(jī)/mp3/mp4應(yīng)急充電。本模塊超大
覆銅散熱,大電流工作散熱性能好,帶低壓告警電路,連接很簡單。
技術(shù)參數(shù):
工作電壓:1~5.0V
LED 警告:1V時亮到3.2v時逐漸熄滅, 只有接上負(fù)載后LED指示燈才點亮。
輸出電壓:5.2~5.5V
輸出電流:小于500ma
輸入方式:B+ 輸入正級, B- 輸入負(fù)極
輸出方式:標(biāo)準(zhǔn)USB
面積大?。篜CB板:30mm*19mm*6mm ,帶USB頭:38mm*19mm*8mm
正極
納米正極材料使用中的穩(wěn)定性問題仍待解決
人們對正極材料的研究遠(yuǎn)不如納米負(fù)極材料研究得透徹。傳統(tǒng)正極材料如LiCoO2,LiNiO2以及它們的固溶體納米粒子的使用致使與電解液的反應(yīng)大大增強,特別是在高溫區(qū),從而出現(xiàn)了在微米級別正極材料的使用中未嘗遇到過的安全性問題,如Mn的溶解,Jahn-Teller效應(yīng),極化增大等。為了解決這些問題,研究人員進(jìn)行了大量的研究,其研究方向主要有:優(yōu)化設(shè)計合成方法、摻雜、進(jìn)行表面改性、優(yōu)化電解液來改善LiMn2O4 和電解液的相容性等。
鄭雪萍等在今年的《稀有金屬快報》上對LiMn2O4循環(huán)穩(wěn)定性衰減的原因進(jìn)行了分析并對當(dāng)然的解決辦法作了較好的綜述[11]。
調(diào)整電極材料形貌是增強電極容量的重要途徑
2000年Dong, W等[12]報道的V2O5氣溶膠(無規(guī)非晶高孔容材料)比多晶無孔的V2O5粉末具有更大的電活性容量。這些氣溶膠與電解液有很大的接觸面積,可以支持高頻工作,盡管由于過程中結(jié)構(gòu)的改變或非常易發(fā)生反應(yīng)的表面官能團(tuán)導(dǎo)致循環(huán)性能成為一個問題。
插鋰反應(yīng)并不排斥相變的發(fā)生
傳統(tǒng)觀點認(rèn)為要保持鋰電池快速可逆的電極反應(yīng),必須使用插層化合物作為電極,而且,插鋰過程中不能發(fā)生相變,即插鋰過程是連續(xù)的固溶過程。然而,有越來越多的例子表明,盡管有相變的發(fā)生,鋰的嵌入仍是很容易的,如LiCoO2 和 Li4Ti5O12,特別是終兩相有較強的結(jié)構(gòu)相似性時(如,只有Li的排序不同)。
2001年Robertson, A.D.等[13]發(fā)現(xiàn)具有α-NaFeO2結(jié)構(gòu)的層狀LiMnO2發(fā)生相變轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎郊饩Y(jié)構(gòu)時具有很好的循環(huán)性能,有>99.9%的容量恢復(fù)。該體系是靠開發(fā)出的具有納米結(jié)構(gòu)的微米級顆粒的相變來釋放應(yīng)力的。尖晶石納米疇在立方和四方結(jié)構(gòu)之間來回轉(zhuǎn)變,所產(chǎn)生的應(yīng)力則由疇壁的滑移而釋放。納米疇是在層狀到尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時形成。后來人們發(fā)現(xiàn)這樣的納米結(jié)構(gòu)可以通過研磨的方法來實現(xiàn)到尖晶石結(jié)構(gòu)的相變,也同樣得到了循環(huán)性能的增強[14]。
此外,碳包裹納米粒子的制備使所選擇的材料不再需要好的電導(dǎo)性能,也不再需要高的鋰擴(kuò)散系數(shù),從而進(jìn)一步拓寬了電極材料的選擇范圍[15]。
四、電解液
鋰離子電池的進(jìn)展不僅需要電極性能的提高,也需要依靠電解液性能的增強。固態(tài)聚合物電解質(zhì)代表了電池所需性能的終極形式。理想的聚合物電解質(zhì)是那些無溶劑薄膜形成的,如聚乙烯(乙烯氧化物),PEO和鋰鹽(LiX),如LiPF6或LiCF3SO3。然而這些材料在室溫下差的離子傳導(dǎo)性使之無法實現(xiàn)那么高的期望。
1998年,Croce, F.等[16]在Nature上宣告將納米級無機(jī)填充物分散于無溶劑、聚醚基的電解質(zhì)中,可以使其傳導(dǎo)性增加數(shù)個量級。電解質(zhì)輸運性能提高的原因可用Maier開發(fā)出的不同種類摻雜模型來解釋??赡芘c無機(jī)納米粒子的表面狀態(tài)跟聚合物鏈或鋰鹽陰離子之間發(fā)生的路易斯酸基交互作用有關(guān)。事實上,人們也在開發(fā)其它可以達(dá)到高導(dǎo)率的聚合物電解質(zhì)。與這方面相關(guān)的有聚合物-鹽納米結(jié)構(gòu)和離子液體的控制[17]。
在30年里,人們一直相信聚合物電解質(zhì)中的離子導(dǎo)電只可能發(fā)生在非晶相,于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg之上。晶態(tài)的聚合物電解質(zhì)被認(rèn)為是絕緣的。但是現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)并不是這樣的。按6:1比例復(fù)合的PEO5:LiXF6晶態(tài)復(fù)合體(X=P,As,Sb)顯示出了離子導(dǎo)電性[18,19]。
山頓蓄電池,就像前面提到的電極材料中一樣,控制材料維度使之達(dá)到納米級別會對其性能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。近又有報道發(fā)現(xiàn)如果用其它一價或二價陰離子部分取代XF6離子,可以使晶態(tài)聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率提高兩個數(shù)量級[20]。
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(王浩為你服務(wù))
CSB蓄電池:www.csbdianchiwang.com