微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池，涉及鉛酸蓄電池【技術領域】。改進之處在于，電池外殼為改性PP材料，板柵合金為鉛—鈣—稀土合金，其重量百分比為鈣0.03～0.08%，稀土0.01～0.1%，其余為鉛，板柵為放射筋柵格結(jié)構，正極活性物質(zhì)中加入三氧化二銻，負極活性物質(zhì)中含有導電石墨。該電池外殼長久不變形，極板導電性能好，能有效控制失水和內(nèi)阻變化帶來的失效，顯著提高深循環(huán)使用壽命，尤其適用于微混汽車起停系統(tǒng)。
【專利說明】微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種新型“微混汽車起停系統(tǒng)(Start/Stop系統(tǒng))專用閥控密封鉛酸蓄電池”，屬于鉛酸蓄電池領域。
【背景技術】
[0002]2012年6月28日，國務院《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012— 2020年)》要求到2015年，當年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降至6.9升/百公里，節(jié)能型乘用車燃料消耗量降至5.9升/百公里以下。
[0003]帶有起停系統(tǒng)的微混節(jié)能汽車，因為投入成本低，節(jié)能見效快，技術成熟，所以在乘用車的推廣普及中變得非?？臁?br>
[0004]起停系統(tǒng)用蓄電池，除了延續(xù)承擔高低溫惡劣使用環(huán)境下大電流放電功能，還要承擔汽車在發(fā)動機關閉狀態(tài)下空調(diào)、雨刷、音響、轉(zhuǎn)向燈等車內(nèi)部分負載的供電功能，蓄電池放電深度增加。在這種情況下，蓄電池使用壽命要求還要保證跟以前一樣，目前專門用于起停系統(tǒng)的蓄電池還沒有。車廠采用的都是以前的蓄電池，由于現(xiàn)有蓄電池在板柵合金、活性物質(zhì)及外殼材料等方面的局限性，深循環(huán)使用壽命遠遠不能滿足客戶要求。所以開發(fā)起停系統(tǒng)專用蓄電池，具有非?，F(xiàn)實的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能大大提高深循環(huán)使用壽命的微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池，包括外殼、板柵、活筍物質(zhì)，其改進之處是所述外殼為改性PP材料，板柵合金為鉛一鈣一稀土合金，板柵為放射筋柵格結(jié)構，正極活性物質(zhì)中加入三氧化二銻，負極活性物質(zhì)中含有導電石墨。
[0007]所述改性PP材料為含碳纖維和碳酸鈣的改性PP材料；所述鉛一韓一稀土合金的重量百分比含量為:鈣0.03%?0.08%，稀土 0.01%?0.1%，其余為鉛；所述正極活性物質(zhì)的組分及重量百分比含量為:紅丹15%?30%，三氧化二銻0.01%?0.03%,其余為鉛；所述負極活性物質(zhì)中導電石墨的重量百分比含量為1%?3%。
[0008]蓄電池外殼，采用改性PP材料，在保證了塑料外殼韌性的基礎上，又增加塑料外殼的強度，使極群在高裝配壓力的情況下，最大程度的保證了外殼的不變形。電池直到壽命終止，不會出現(xiàn)因外殼變形改變極群緊密結(jié)合現(xiàn)狀而造成正極活性物質(zhì)與板柵逐漸脫離引起內(nèi)阻增高的失效模式。改性PP材料有很多種類，本發(fā)明是在做了大量試驗工作驗證后，確定的新材料。
[0009]蓄電池板柵合金，采用了抗電化學腐蝕，導電性能卓越，熱膨脹性能穩(wěn)定的鉛-鈣-稀土合金，由于該蓄電池在發(fā)動機旁使用，又汽車過充電頻繁，所以實際使用失水情況嚴重，加入合適比例的鈣，從而提高析氫電勢，降低水分解電壓約200mV，所以最大程度控制高溫下使用的失水。適量稀土加入，使鈣分布晶粒均勻，減少鈣分子團團聚，大大降低了腐蝕團聚點直徑。同時稀土加入，導電性能好，硬度高，使板柵在承載瞬間大電流放電急劇驟熱情況下，會降低活性物質(zhì)與板柵結(jié)合層的熱脹冷縮造成的變形空隙，從而最大程度降低使用過程中的內(nèi)阻逐漸增加的不可控失效。
[0010]板柵結(jié)構，采用了放射筋柵格，極耳導電集中部位，加大了板柵柵格的密集度設計，使電池耐受大電流放電及耐腐蝕性能增強。
[0011]正、負極活性物質(zhì)配方有很大改善，正極添加合適比例的三氧化二銻，改善了正極活性物質(zhì)與板柵之間的結(jié)合程度，同時活性物質(zhì)的改進能降低氧在正極析出的超電勢，降低氫在負極析出的超電勢，從而減少失水。但是添加比例不合適，就會在負極形成原電池，電池自放電嚴重，反而會性能下降更快，使用合適的比例是關鍵。
[0012]此外該蓄電池的排氣閥在8?20kpa開閉閥壓力下作了大量試驗與閥體改進，根據(jù)起停電池穿壁焊、凹端子結(jié)構而造成的氣室空間體積大，采集收集充、放電壽命循環(huán)測試過程中氣體每天排氣量，同時采集一個月后氣體經(jīng)復合后的排氣量做氣體收集試驗，同時確定分析是氧氣還是氫氣成分，經(jīng)過大量試驗，確定了開閥和閉閥壓力，減少了氣室較大，氣體堆積多、電池虛焊又大電流放電引起明火而引起的爆炸、助燃的現(xiàn)象。合理的開閉閥壓力同時對電池失水有很好的保護，增加電池使用壽命。
[0013]采用本發(fā)明制作的電池，是完全按照起停系統(tǒng)要求特殊設計和制造的專用蓄電池，其性能更優(yōu)。
[0014]達到的性能指標:
1、低溫啟動能力:蓄電池按550A低溫試驗電流放電10s，停頓1s連續(xù)放電，直到放電至終止電壓6.0V為止，時間不低于131s。
[0015]2、40° C ±2° C條件下，50%深度放電循環(huán)，充放電循環(huán)達到360次；
a)以512(|電流放電2h，當蓄電池端電壓彡10.0V時終止試驗；
b)以14.4V±0.05V電壓對蓄電池充電5h，極限電流Imax=5I2(l ；
c)重復進行360次。在充放電循環(huán)過程中，不允許達到終止試驗條件；
d)將蓄電池在40°C±2°C環(huán)境中放置3天(72h)；
對蓄電池稱重，測量電解液密度且在不預先充電情況下，進行低溫起動能力試驗。以550A低溫試驗電流放電1s的端電壓應不低于6.0V。然后蓄電池按b)補充充電5h。
[0016]整個試驗中，需電池無需補加水。
[0017]3、水損耗彡 3g/Ah
綜上所述，本發(fā)明通過材料、結(jié)構、工藝的改進，制作的閥控密封鉛酸蓄電池，顯著提高電池深循環(huán)下的循環(huán)使用壽命，適用于汽車起停系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0018]下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]本實施例為12V_60Ah的微混汽車起停系統(tǒng)用閥控密封鉛酸蓄電池。外殼采用含碳纖維和碳酸鈣的改性PP材料。板柵采用含鈣0.05%,稀土(Re)0.05%,余為鉛的鉛一I丐一稀土合金。正極活性物質(zhì)中紅丹20%，三氧化二銻0.02%，余為鉛。負極活性物質(zhì)中含2%的導電石墨(以上百分比皆為重量百分比)。板柵結(jié)構為放射筋柵格結(jié)構，筋條由極耳根部向外呈放射狀。其余未涉及技術內(nèi)容采用現(xiàn)有技術。
【權利要求】
1.一種微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池，包括外殼、板柵、活性物質(zhì)，其特征是所述外殼為改性PP材料，板柵合金為鉛一鈣一稀土合金，板柵為放射筋柵格結(jié)構，正極活性物質(zhì)中加入三氧化二銻，負極活性物質(zhì)中含有導電石墨。
2.按權利要求1所述微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池，其特征是所述改性PP材料為含碳纖維和碳酸鈣的改性PP材料。
3.按權利要求1所述微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池，其特征是所述鉛一韓一稀土合金的重量百分比含量為:鈣0.03%?0.08%，稀土 0.01%?0.1%，其余為鉛。
4.按權利要求1所述微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池，其特征是所述正極活性物質(zhì)的組分及重量百分比含量為:紅丹15%?30%，三氧化二銻0.01%?0.03%，其余為鉛。
5.按權利要求1所述微混汽車起停系統(tǒng)用鉛酸蓄電池，其特征是所述負極活性物質(zhì)中導電石墨的重量百分比含量為1%?3%。
【文檔編號】H01M10/12GK104409784SQ201410667138
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權日:2014年11月20日
【發(fā)明者】豐少利 申請人:雙登集團股份有限公司