鉛酸蓄電池設(shè)計計算

1、VRLA電池酸量確定VRLA電池相對于以前的開口富液式電池，其最大的優(yōu)勢是在電池壽命期間不需要添加電解液或水維護，電池可以任意位置放置使用等等。這就要求電解液被完全固定在AGM隔板和活性物質(zhì)中不能流動，并且為了實現(xiàn)其壽命期間不需要加酸加水維護，就必須要實現(xiàn)電池壽命期間的氧循環(huán)，即不能有電解液的損失。而形成氧循環(huán)的關(guān)鍵一點要求就是要嚴格限定電池的的酸液總量，并且必須保證AGM隔板留有10%左右的孔不被電解液所淹沒，從而為氧氣的循環(huán)復(fù)合提供通道。但是又必須要求電池中電解液的總量能夠維持活性物質(zhì)放電反應(yīng)的需要。 要想使電池中電解液總量完全夠用，又能夠為氧氣的循環(huán)復(fù)合提供通道，就需要根據(jù)電池的實際用途

2、，正確確定和控制電池的加酸量，下面將從三個大的方面來探討VRLA電池加酸量確定的問題。1、最低加酸量VRLA電池需要的酸體積，取決于電池放電態(tài)與荷電態(tài)所要求的電解液密度以與電池放電過程輸出的總電量和放電率。通常在VRLA設(shè)計時，荷電態(tài)的電解液密度要求1.28-1.30g/cm3,當(dāng)其放出100%額定容量時又希望電解液密度為1.07-1.09g/cm3.這就要求電池中電解液總量至少必須滿足能夠維持電池在一定條件下放出其額定容量所必須消耗的電解液總量，因此VRLA電池的最低用酸量可根據(jù)電池反液壓方程式推導(dǎo)如下： PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 根據(jù)電池充放電反

3、應(yīng)的方程式，結(jié)合充放電態(tài)物質(zhì)各自的電化學(xué)當(dāng)量值可知，電池每放出1AH的電量，要消耗純的H2SO43.66g，生成水0.67g. 設(shè)放電開始時電池中電解液密度為1(15)，對應(yīng)的質(zhì)量百分比濃度為m%，放電終了時電解液密度為2，對應(yīng)的質(zhì)量百分比濃度為n%。當(dāng)電解液濃度由1降到2時，反應(yīng)開始時加入的密度為1的酸的體積為V ml。則根據(jù)電池反應(yīng)式中每放出1AH電量所消耗的硫酸量為3.66g，生成的水的質(zhì)量為0.67g，經(jīng)過方程式兩邊等值計算，整理得出VRLA電池中每放出1AH電量的最低用酸體積V的表達式為：V = (3.66-2.99n)/(m-n)1 如果設(shè)定電池荷電態(tài)的電解液密度為1.28g/cm

4、3，放電態(tài)的電解液密度為1.08 g/cm3，則將各自對應(yīng)的質(zhì)量百分比數(shù)值帶入最低用酸體積V的表達式中可以得出放電容量為C的電池的最低用酸體積為：V = (3.66-2.9911.5%)/(36.8-11.5)% 1.28 C = 10.24C10.24C就是在15下設(shè)定電池荷電態(tài)的電解液密度為1.28g/cm3，放電態(tài)為1.08 g/cm3的最低加酸體積。當(dāng)然，電池中實際的加酸體積還需要根據(jù)電池的用途，以與為此進行的電池結(jié)構(gòu)設(shè)計和活性2、電池中硫酸的來源不同生產(chǎn)工藝制造的VRLA電池，由于生產(chǎn)方式的不同，最終電池中硫酸電解液的來源也不同。對于極板化成來說，在化成過程中，生極板中的硫酸全部轉(zhuǎn)化

5、為游離的電解液，經(jīng)過水洗、干燥后，極板中基本上已經(jīng)不再含有電解液了，酸的唯一來源就是電池裝配后補充電前所加的電解液，按照設(shè)計要求進行加酸即可。 對于電池化成來說，又分為一次注液化成和二次注液化成，二次注液化成由于過程中有抽酸的過程，因此，具體極板中酸液的引入量不好計算。目前VRLA電池普遍采用的化成方法是一次注液化成。因此，這一部分主要討論一次注液化成VRLA電池電解液硫酸的來源。 對于一次注液電池化成的VRLA電池，硫酸的來源主要有兩個，一是正、負極鉛膏制備時加入的硫酸通過合膏、固化以與化成完全轉(zhuǎn)化為硫酸，這一部分硫酸直接按照合膏中的加酸比例計算電池中活性物質(zhì)的酸含量即可。另一部分則是電池化

6、成前加入的酸量，這一加酸量是電池的結(jié)構(gòu)分析在保證電池中氧復(fù)合條件下所最多可以吸收的硫酸量，并且要考慮電池在化成過程中的酸液損失來確定這個加酸量。此數(shù)值的確定必須要考慮電池中隔板的壓縮比以用電池中隔板的總量，因為AGM隔板是VRLA電池中電解液的主要載體，而隔板的壓縮比又極影響其吸酸量。但是不論電池的結(jié)構(gòu)如何變化，電池的加酸量必須不能小于第一部分分析的電池的最低加酸量。3、電池中酸液的分配眾所周知，VRLA電池中的沒有游季酸存在，酸液被全部吸收在極板活性物質(zhì)空隙中和AGM的空隙中。 極板活性物質(zhì)的吸液量與活性物質(zhì)的孔率和質(zhì)量有關(guān)。電池設(shè)計時，通?；钚晕镔|(zhì)的質(zhì)量都是預(yù)先確定的，因為在設(shè)計和組裝電池

7、時，單極板的額定容量通常都是已經(jīng)確定了的。如此，活性物質(zhì)對吸酸量的影響主要是其孔率的大小等。而活性物質(zhì)的孔率主要與極板固化前鉛膏所含的水分密切相關(guān)，從數(shù)值上說，基本相等。但是實際空隙體積在極板固化過程中由于金屬鉛的進一步氧化，堿式硫酸鉛的重結(jié)晶等影響而會有復(fù)雜的變化。并且極板在實際吸酸時還由于在極板表面形成一層液膜。這些因素綜合影響的結(jié)果是極板的實際吸酸量要略大于極板的空隙體積。在通常的正極鉛4.0-4.2 g/cm3視密度圍，正極鉛膏的吸酸量為每克活性物質(zhì)吸酸0.15ml；負極鉛膏在4.2-4.4 g/cm3視密度圍吸酸量為每活性物質(zhì)0.155ml. 在通常正負極板厚度比例為1比0.6左右的

8、圍，正極活性物質(zhì)所吸收的電解液總量為電解液總量的22%左右，負極為13%左右，另外的酸都吸收在AGM隔板中。些處的計算考慮了負極板通常比正極板多一片。 AGM隔板的孔率高達95%左右，在VRLA電池中是電解液的主要載體。而隔板的吸酸量與隔板的材質(zhì)和其壓縮有關(guān)。壓縮率高，則吸酸量少。對于目前國普遍采用的不含憎水纖維的AGM隔板來說，在一定圍，隔板的吸酸量（每單位質(zhì)量隔板的吸酸體積）與壓縮率之間有如下線形關(guān)系： 吸酸量（ml/g）= 6.45-(0.06壓縮率)式中6.45可理解為每克隔板具有的孔體積，即隔板在沒有受壓情況下飽和狀態(tài)的最大吸酸量；0.06表示隔板受壓縮是時，每壓縮1%，孔體積相應(yīng)減

9、少0.06ml。 但是，通常為了預(yù)防電池正負極板之間的短路等，隔板的表面積相對于極板面積有15%左右的富裕，這就意味著這一部分隔板沒有受到壓縮。資料顯示，這一部分沒有受到壓縮的隔板反倒是有些膨脹，要比自然狀態(tài)下的隔板多吸收一些酸，吸酸量大約為8.5ml/g。這一同有壓縮的隔板吸收的酸液只有在電池以小電流放電時才能夠應(yīng)用于電極反應(yīng)，因此在設(shè)計電池加酸總量并且為此確定隔板使用量的時候必須要綜合考慮各種因素。 在VRLA電池中，通常極板活性物質(zhì)中所貯存的電解液量僅夠10%左右的活性物質(zhì)參加電化學(xué)反應(yīng)，另外的電解液都有要來自于AGM隔板。這就要求根據(jù)電池電化學(xué)反應(yīng)所需要的酸液量以與硫酸的分配情況，結(jié)合

10、電池中使用環(huán)境，來考慮和設(shè)計隔板的壓縮率以與隔板的用量，以確保電池中電解液的總量能夠滿足電池電化學(xué)反應(yīng)的需要。通常，在電池正負極板面間距確定下來以后，如果隔板的壓縮比增大，則電池正負極板間受壓縮隔板吸收的電解液量就要減少，則為了能夠有一樣量的電解液來維持極板活性物質(zhì)的放電反應(yīng)，就必須增加電解液量。即要想增加電解液量，就要增加隔板的面間距。所以說，通常情況下，要想維持電池吸液量的恒定，極板壓縮比的增大必須伴隨著極板面間距的增大。 總之，在電池的實際設(shè)計時，要根據(jù)電池的使用環(huán)境要求，結(jié)合電化學(xué)反應(yīng)，來確定電池的加酸量。并要根據(jù)電池殼體情況等，結(jié)合活性物質(zhì)孔率、隔板壓縮率和加酸量，來確定電池中隔板的

11、投料，并要考慮電池中酸液的分配情況。并且不論電池的使用環(huán)境如何和結(jié)構(gòu)設(shè)計如何變化，都有要求電池的加酸量必須要大于電池的最低加酸量。并且增加電解液必須伴隨著隔板用量的增加，因為在正負極活性物質(zhì)總量確定的情況下，酸液總量增加要求必須保證AGM隔板中至少有10%左右的孔隙來為氧氣的部復(fù)合提供氣體通道。某些用途的鉛蓄電池要求在高速率下放電，若以10min率(10min率或更高速率放電，這時在極板孔儲存的酸量就夠。各種閥控式鉛蓄電池在不同放電率時，實際使用的總酸量列于表2-2-92。我正在玩搜狐微博，快來“關(guān)注”我，了解我的最新動態(tài)吧。hhjyang.t.sohu./鉛酸蓄電池設(shè)計-方法一 標(biāo)簽： ba

12、ttery design 鉛酸蓄電池設(shè)計 2009-12-15 18:34 下文是03年偶得的一個學(xué)習(xí)教材，里面容有不少是不合理的。網(wǎng)上也有看到此文，但不全面。在此稍加完善一下圖片。這種設(shè)計模式我稱之為方法一，它比較偏重于理論化，跟實際設(shè)計還是有一定的差別。國通用的實際電池設(shè)計，正在整理中，只能待續(xù)了。鉛酸蓄電池設(shè)計 本文以用于電動自行車能源的鉛酸蓄電池設(shè)計為例，介紹有關(guān)設(shè)計中的計算和步驟，雖然針對鉛酸電池系列，但其中的某些原則和方法，對其它系列的電池設(shè)計也有一定的參考價值。設(shè)計要求：電池用途和要求：電動自行車能源，行程50公里，時速20公里。工作電壓：24V 工作電流：9A 循環(huán)壽命：250

13、個周期電池組外形尺寸：233133204 單腔格尺寸：6033178設(shè)計：一、確定單體電池數(shù)目：單體電池數(shù)目 = 工作電壓/單體電池額定電壓 = 24/2 = 12（只）另外根據(jù)給定的外形尺寸和腔尺寸，確定電池組應(yīng)由12個單元格組成雙排結(jié)構(gòu)。二、單體電池的設(shè)計與計算：1.電池容量的確定：提高電性能的途徑就是改善限制電極的性能因素，而降低成本則是降低非限制電極因素的用量！(1)額定容量：根據(jù)給定條件，電池額定容量為： 工作電流 （行程/時速）= 9A（50km/20kmH-1）=22.5AH23AH(2)設(shè)計容量：1.1額定容量=1.123=25.3（AH）2.單體電池極板尺寸與數(shù)目的確定：(1

14、)根據(jù)給定的腔尺寸，確定極板尺寸為： 正極板（板柵）：164582.0； 負極板（板柵）：164581.4 值得注意的是極板的厚度設(shè)計。由于極板厚度直接影響著活物質(zhì)的利用率。極板放電產(chǎn)物PbSO4的比容較大，隨著放電過程的加深，極板孔率下降，使H2SO4的擴散發(fā)生困難，因而極板越厚，活物質(zhì)的利用率就越低，所以在選擇極板厚度時應(yīng)全面考慮用戶提出的性能要求和使用條件。首先應(yīng)保證電池的性能指標(biāo)，這樣可能會影響到一些次要的性能指標(biāo)，如對電池主要要求大功率，低溫起動，則設(shè)計極板應(yīng)薄些，然而相應(yīng)地電池壽命可能就會降低。反之，如對電池主要須耐較強沖擊振動和較長的壽命，則就要設(shè)計極板厚些。另外，負極板厚度至少

15、為正極板的7080以上才適宜。(2)單片正極板容量：據(jù)阿侖特(Arendt)經(jīng)驗公式：C=LH0.154 式中： C:單片容量； L:極板寬度（cm）; H:極板高度（cm） D:極板厚度（cm）每片正極板容量 Ct =5.816.40.154 =6.55（AH）(3)單體電池極板數(shù)目： 正極板數(shù)目=單體電池的容量/每片極板的額定容量=25.3/6.553.7=4（片）而對起動型鉛蓄電池，其極板額定容量的標(biāo)準化數(shù)據(jù)為14AH/片。考慮到鉛蓄電池正極易于脫粉，變形與利用率較低的情況，設(shè)計時總是負極板比正極板多一片，此外，本設(shè)計為保證電池的容量取正極5片，負極6片，因此利用隔膜為10片。3.據(jù)極板

16、厚度，參照有關(guān)文獻數(shù)據(jù)，本設(shè)計電池活物質(zhì)利用率估計為正極為42，負極為50。4.極板活物質(zhì)用量的計算：計算的一般步驟為：先求出活物質(zhì)的理論需要量，其公式為： 理論需量值=設(shè)計容量電化學(xué)當(dāng)量再據(jù)此值與活性物質(zhì)的利用率求出實際用量；其公式為：實際用量=理論值/利用率其中兩極活性物質(zhì)的電化學(xué)當(dāng)量為：PbO2:4.463g/AH； Pb:3.866g/AH,綜上所述，每片極板活物質(zhì)的實際用量由下面公式給出；每片活性物質(zhì)的用量=電池設(shè)計容量單體電池片數(shù)電化學(xué)當(dāng)量活物質(zhì)利用率所以：每片正極的PbO2實際用量25.354.4630.4253.76（g/片） 每片負極的Pb實際用量25.363.8660.53

17、2.60（g/片）5.生產(chǎn)上鉛粉用量的計算：由于生產(chǎn)上不是直接將一定量的正極（或負極）活物質(zhì)涂在板柵上，而是將一定氧化度的鉛粉涂在板柵上，經(jīng)過化成制得活性物質(zhì)，所以，還必須將上述計算活物質(zhì)的量折算成鉛粉的量。每克鉛粉能生產(chǎn)出氧化度為此75的鉛粉量為：氧化鉛的分子量鉛的原子量0.75+0.25=1.057（g）那么負板每片需用鉛粉量=32.601.057=34.46（g/片）1mol鉛可轉(zhuǎn)化1mol PbO2，對于正極板：正極板每片需鉛粉量: 25.353.8660.421.05749.23（g/片）6.生產(chǎn)鉛膏量的計算：(1)本設(shè)計擬采用的鉛膏配方： 原 料極板類型鉛粉BaSO4CC.FH2S

18、O4 (d=1.10)正極250kg-1.25kg70g37L(40.7kg)負極250kg0.7kg1.25kg70g37L(40.7kg)(2)兩極板中的鉛粉含量：正極鉛膏中的鉛粉含量 =85.61負極鉛膏中的鉛粉含量 =85.4設(shè)計中按鉛膏密度為4g/ cm2計算。(3)據(jù)設(shè)計容量計算鉛膏需用量：每片正極板所需鉛膏量49.330.8561=57.51（g/片）那么鉛膏體積為57.514=14.38（g/片）每片負極板所需鉛膏量34.460.854=40.35（g/片）鉛膏體積為40.354=10.09（cm3/片）三、板柵的設(shè)計與計算：極板尺寸確定以后，板柵的設(shè)計主要解決板柵的結(jié)構(gòu)，板柵

19、合金組成，板柵的體積和重量。1.選擇板柵筋條的截面形狀與板柵的結(jié)構(gòu)： 板柵筋條的截面形狀，常見的有三角形，菱形和橢圓形。它們各有其特點：三角形截狀板柵的主要優(yōu)點是在鑄造時易于脫模，但對活物質(zhì)的保持能力較差。菱形截面筋條對活物質(zhì)保持能力較強，但要求模具精度要高且脫模較三角形困難。圓形截面筋條主要優(yōu)點是耐腐蝕能力強，因為在其截面積與其它形狀一樣時，具有最小的同界長度；在其活物質(zhì)保持能力和脫模難易方面界于三角形和菱形之間。 按本設(shè)計要求，可以選定板柵縱筋截面形狀為菱形，橫筋截面形狀為三角形。面形板柵中縱筋和橫筋的排列結(jié)構(gòu)既會影響電流的均勻分布程度，也會影響活物質(zhì)的保持能力，為較好地保持活性物質(zhì)，通常

20、是采用縱筋粗而少，橫筋細而多的形式。 根據(jù)設(shè)計要求并參照極板尺寸數(shù)據(jù)，確定極板結(jié)構(gòu)參數(shù)列與下表：（單位mm）名稱正極負極板柵高度（H）164164板柵寬度（B）5858板柵厚度（b）2.01.4縱向邊框?qū)挾龋ˋ）3.03.0橫向邊框?qū)挾龋ˋ）2.52.5縱筋條數(shù)(n)33橫筋條數(shù)(n)3232菱形短對角線(a)1.21.0三角形底邊長度(a)1.21.0極腳高度（d）3.03.0極腳寬度1.01.0極耳寬度16162.板柵筋條中心距的計算： 由于選定正負極板柵的筋條形式，數(shù)目與板柵高度，寬度均一樣，因而正負極板柵的筋條中心距也一樣?？v筋中心距=(板柵寬度 - 2 縱向邊框?qū)挾?/（縱筋條數(shù)+1

21、）=(58-2*3)/(3+1) =13.0（mm）橫筋中心距=(板柵高度-2橫向邊框?qū)挾龋?（橫筋條數(shù)+1）=(164-2*2.5)/(32+1)=4.8（mm）3.板柵體積計算： 板柵體積可以分成由縱筋，橫筋，縱向邊框，橫向邊框，極耳和極腳等若干部分所組成，其體積可以按各部分的幾何形狀分別計算加和而成。（1）、縱筋體積計算：據(jù)本設(shè)計確定縱筋截面為菱形如下圖所示： 縱筋體積計= 縱筋截面積 縱筋高度 縱筋數(shù)目 = 菱形面積 菱形高度 縱筋數(shù)目=1/2*b*a*(H-2A-d)*n其中： b-板柵厚度（或菱形長對角線） a-菱形短對角線 H-板柵高度 d-極腳高度A-板柵橫向邊框?qū)挾?n-縱筋

22、條數(shù)正極縱筋體積 =（1/2） 0.20 0.12 （16.4-20.25-0.3）3= 0.562（cm3/片）負極縱筋體積 =（1/2） 0.14 0.10 （16.4-20.25-0.3）3= 0.328（cm3/片）（2）、橫筋體積計算：據(jù)本設(shè)計確定橫筋截面為三角形如下圖（3-2）所示：橫筋體積= 橫筋截面積 橫筋高度 橫筋數(shù)目 = 三角形面積 三菱柱長度 橫筋數(shù)目=1/2*（1/2b*a）*(B-2A-na)*n其中：b-板柵厚度（或菱形長對角線）a-橫筋截面三角形底邊長度 B-板柵寬度 A-板柵縱向邊框?qū)挾?n-板柵高度 a-縱筋截面菱形短對角線長度n-縱筋條數(shù)正極橫筋體積=1/2

23、（1/2* 0.200.12）（5.8-20.3-3*0.12）32= 0.928（cm3/片）負極橫筋體積=1/2（1/20.14 0.10）（5.8-20.3-3*0.10）32= 0.549（cm3/片）（3）、板柵邊框體積的計算：本設(shè)計板柵邊框截面形狀為六邊形，為了方便計算，可簡化為矩形，板柵邊框可分為四個矩形菱柱體，即兩個橫向邊框如圖3-3所示。 每一橫向邊框體積=（B-2A） A b每一縱向邊框體積= H A b板柵邊框總體積=2 H A b+（B-2A） A b 式中符號意義與前同。正極邊框體積=2 16.4 0.30.2+（5.8-20.3）0.25 0.2=2.488（cm3

24、/片）負極邊框體積=2 16.4 0.30.2+（5.8-20.3）0.25 0.14=1.740（cm3/片）（4）每片板柵體積計算：每片板柵體積 = 縱筋體積+橫筋體積+邊框體積每片正極板柵體積 =0.563+0.928+2.488=3.978（cm3/片）每片負極板柵體積 = 0.328+0.549+1.740=2.617（cm3/片）四、隔離板的選擇與尺寸的確定：隔離板的主要作用在于防止正負極短路，但又不要使電池阻明顯增加。因此隔離板應(yīng)是多孔的，允許電解液自由擴散和離子遷移，具有比較小的電阻，當(dāng)活性物質(zhì)有些脫落時，不得通過細孔而達到對方極板，即孔徑要小，孔數(shù)要多，擴散面積大，此外要求機

25、械強度好，耐H2SO4腐蝕，以與不能析出對極板有害的物質(zhì)。目前使用較多的是微孔橡膠隔離板，合樹脂隔板與聚烯樹脂微孔隔離板等，近年來，超薄隔離板研制成功，以與新型袋式板的發(fā)展給開發(fā)免維護電池創(chuàng)造了條件。本設(shè)計電池為負極吸附式密閉蓄電池，薄膜選擇超細玻璃纖維，厚度選定為1.44mm，孔率為92。隔離板實際體積=隔板幾何體積（1-孔率）片數(shù) =1.685.90.14(1-0.92)10 =11.10 (cm3)五.驗證鉛膏是否能夠全部填涂于板柵上，比較板柵孔體積與極板所需鉛膏體積大?。赫龢O板柵孔體積 正極板鉛膏用量 15.05 14.41 負極板柵孔體積 負極板鉛膏用量 10.70 10.09正，負

26、極板柵孔體積均大于正，負極板所需鉛膏體積，所以正負極鉛膏可以全部填于板柵上。六、電解液濃度的選擇與其用量的估計：硫酸的電阻隨其濃度和溫度變化而變化。密度在1.1001.30kg/L 之間電阻最小。蓄電池電解液多用此圍的硫酸。電阻最低值在密度為1.220 kg/L。從電池阻小的角度看，作為電解液希望用電阻率最小的1.220 kg/L左右的稀H2SO4。但為獲得所規(guī)定的放電容量需有一定量的硫酸量。另外，由于受蓄池電槽尺寸的限制，故而本設(shè)計采用密度為.2901.300kg/L的硫酸。 電池所須電液量可從理論上計算。據(jù)電池反映可知，每2F（法拉弟）電量需2mol硫酸，即每AH電量需3.66g硫酸同時生

27、成0.67g水。因此，對每AH電量，放電前后電液量的差為：3.66-0.67=2.99（g）理論上計算每CAH電量將生成電液量W，設(shè)硫酸在放電前后質(zhì)量百分比分別為：P0和P；則放電前： 電液中硫酸質(zhì)量為P0W； 含水量為 W - P0W； 放電后： 電液量為 W 2.99C； 水量為W PW + 0.67C ; 電液中硫酸質(zhì)量為P *（W 2.99C）； 水量又為W 2.99C *（P 2.99C）；所以，W PW + 0.67 = W 2.99C *（P 2.99C），解得 W= C (3.66-2.99P)/( P0-P)如果P= 0 ,當(dāng)硫酸濃度為1.300kg/L時，P0=0.391

28、又，電池容量C=25.3 AHW=25.33.660.391= 236.8(ml)實際上蓄電池用硫酸量比理論值多。對于固定型蓄電池為1.55倍，移動型蓄電池為1.12倍，本設(shè)計采用實際量的1.1倍。 W實際=W1.1=260（ml）七、驗證電池組單元格是否容納所需電解液：1.單格電池有效腔體積計算：設(shè)計單格有效腔高度按電解液面高于極板13mm處計算，故：單格有效腔體積 =（16.4+1.3） 6.0 3.3 = 350.5 ( cm3)2.板柵總體積計算：板柵總體積 = 正極板柵體積 正極板片數(shù) + 負極板柵體積 負極板片數(shù) = 3.978 5 + 2.617 6 = 35.5 (cm3/單格

29、)3.鉛膏（鉛粉）實體積計算： 鉛粉實體積 = 極板鉛膏量 鉛膏密度 鉛膏中鉛粉含量 （鉛粉中純鉛含量 鉛密度 + 氧化鉛含量 PbO密度 ） 正極干物質(zhì)實體積 = 14.41540.854（0.25/11.3+0.75/10.5）= 23(cm3/單格)負極干物質(zhì)實體積 = 10.12640.854（0.25/11.3+0.75/10.5）= 19.4(cm3/單格)4.單元格電池腔孔體積=單元格腔有效體積 正極板實體積 負極板實體積 隔離板實體積= 350.5 35.5 23 19.4 - 11.10 = 261.5 (cm3/單格)那么電池腔體積（261.5cm3）電解液的需用量，所以電

30、池單元格可容納所需電解液。八、電池其它零部件的設(shè)計與計算1.匯流排的設(shè)計與計算：1) 匯流排長度計算正極匯流排長度=正極板柵厚度片數(shù)+負極板柵厚度(負極片數(shù)-2)+隔離板厚度(片數(shù)-2) =2.05+1.4(6-2)+1.4(10-2)=26.8(mm)負極匯流排長度=正極板柵厚度片數(shù)+負極板柵厚度負極片數(shù)+隔離板厚度片數(shù) =2.05+1.46+1.410=32.4(mm)2) 匯流排寬度與厚度的計算：匯流排寬度與厚度(或截面積)可根據(jù)極板的極耳截面積數(shù)據(jù)來計算，而極耳截面積則根據(jù)承受電流密度的大小來確定，通常匯流排的截面積應(yīng)接近于極耳總截面積，或視電池具體情況而定。 本設(shè)計電池單元格串聯(lián)為橋

31、式聯(lián)接，極柱偏向一端，故匯流排取偏梯形，窄邊長度為76mm，寬邊長度為20mm，厚度為4mm.2.極柱的設(shè)計與計算：(1) 本設(shè)計電池單元格串聯(lián)為橋式聯(lián)接,故極柱設(shè)計為半圓柱體，其截面積可選取梯形，匯流排的最大截面積，即204=80(mm2 )。(2)截面積的半圓直徑計算：由圓的面積公式：S=1/2(1/4D 2 )=80，推出：D=(280)/(1/4)14.3(mm)即，半圓形截面直徑為14.3mm.3.驗證總線，極柱是否有被熔斷的可能？(1) 熔斷電流與截面積的關(guān)系式如下：K = (I2 / I1 ) / ( S2/S1) 或 S2 = I2S1 / I1K式子中：S2-欲求某一固定長度

32、的導(dǎo)電體通過電流I2時的最小截面積（即熔斷電流面積） S1-實驗曲線的導(dǎo)體截面積（如圖3-4中曲線的實驗用導(dǎo)體截面積：42mm2）。 I1-按設(shè)計確定的某一固定長度時，從實驗曲線上找到對應(yīng)的熔斷電流值。I2-通過所設(shè)計導(dǎo)體的最大電流值(通常為額定容量的34倍)K-比例系數(shù)，通常取0.8。(2) 按本設(shè)計求熔斷電流面積： 以本設(shè)計正極匯流排長度26.8mm，在圖（3-4）上查得所對應(yīng)的I1值為320A，按本設(shè)計電池的I2=25.33=75.9 (A)代入上述公式：S2 = (42/0.8) (75.9/320)=12.45 (mm2 )再加上40的保險系數(shù)，總線的最小截面積： S2=12.45

33、(1+0.4) =17.43 (mm2 )本設(shè)計總線截面積，極柱截面積均大于此熔斷電流面積，因此它們均不會熔斷。4、電池外殼材料選擇與尺寸的選擇從略。網(wǎng)絡(luò)-天能極板制造工藝 標(biāo)簽： 天能 極板制造 工藝 2010-07-15 22:19 一 板柵澆鑄:1 板柵合金成份:正板柵: 負板柵:銻:1.61.8% 鈣:0.0950.12%鎘: 1.71.9% 鋁:0.0150.035%鐵:0.003% 錫:0.250.45%鋅:0.003% 鉛:余量鉛:余量2 鉛鍋溫度 正極鉛銻鎘合金:470-520 負極鉛鈣合金: 460-5103 板柵要求: 收縮凹處1/5總厚度 小格糊筋1mm 對角線差1mm

34、板柵彎曲2mm外觀:無四框斷裂、斷主筋，無氣孔、砂眼、四框毛刺等。 二 涂片 1 鉛粉: 原材料:1#電解鉛:99.994% 氧化度:72-82% 視比重: 1.3-1.80g/cm3篩余物: 1% 2 合膏: 正極添加劑：（100Kg鉛粉）膠體石墨： 300g PbO 2粉： 3000g 短纖維： 80g稀硫酸 d=1.40g/cm3(25) 8.5Kg純水：132kg 調(diào)整水：適量負極添加劑：（100Kg鉛粉）腐植酸： 300g 超細硫酸鋇： 600g乙炔炭黑： 200g 木素磺酸鈉： 200g硬脂酸： 150g 短纖維： 80g 稀硫酸 d=1.40g/cm3(25) 8.5Kg純水：1

35、22kg 調(diào)整水：適量水:去離子水,電阻率應(yīng)大于3M.cm,酸:分析純鉛膏視密度: 正:4.15-4.25 g/cm3 負: 4.40-4.50 g/cm3 鉛膏應(yīng)溫度降至35以下才能用于涂板.3 涂板浸酸密度: 正:1.08 g/cm3 負:1.13 g/cm3規(guī)格極性板柵方式板柵重量g濕板重量g備注6-DZM-10+六聯(lián)片10623361-六聯(lián)片86223016-DZM-14+六聯(lián)片11023301-六聯(lián)片90222416-DZM-17+二聯(lián)片8222361-二聯(lián)片62217816-DZM-20+二聯(lián)片8422591-二聯(lián)片62218814 固化:溫度濕度時間h第一階段45-55100%2

36、0第二階段40-50100%18第三階段65-7530%16-20固化結(jié)束后：干燥要徹底,要求生極板含水量0.3%游離鉛含量：正2%； 負4%外觀：板耳與四框無余膏，無四框斷裂，板面平整無鉛膏凹陷與凸起等，無鐵銹等。顏色正常。出窯后應(yīng)停放24h后再化成。注意防潮。三 化成:電解液密度:1.0500.005g/cm3(25),冬季可調(diào)至上限.先下正生極板后下負生極板,下槽總時間應(yīng)在2小時,槽溫5-45化成電解液應(yīng)在每批板出槽后進行調(diào)整化成時應(yīng)嚴格控制工藝要求進行充放電.出板時應(yīng)先出負極板,過程中速度要快,避免在空氣中停留時間過長;水洗應(yīng)達到要求:正極板用自來水沖洗至無灰水即可;負極板應(yīng)洗至PH=

37、5-6浸硼酸溶液時:溫度應(yīng)達到65-70并保持,應(yīng)把極板均勻擺開,保證每片極板符合要求,并保證時間不少于20min;吹風(fēng)時間應(yīng)不少于1h. 在溫度755下干燥16h正極板二氧化鉛:72-82%負極板氧化鉛: 8%化成充電程序:六聯(lián)片:正20大片/槽 負23大片/槽 電流A=65-85二聯(lián)片:正20大片/槽 負24大片/槽 電流A=55-65方法一 方法二75A 充電 15min1/2A 充電 1h45A 充電 8h A 充電 11h60A 放電 15min A 放電 30min55A 充電 12h A 充電 8h 60A 放電 30min 1/2A 充電 1h45A 充電 6h 35A 充電 1h 6.5倍化成電量 配制硼酸母液:配制(水酸:酒精=1:5)溶液每鍋加入量: 每浸一大片極板補加:硼酸1g, 水酸+酒精溶液1g 連續(xù)使用1個月后更換溶液.鉛鈣電池生產(chǎn)中焊條加錫的必要性 2009-08-22 11:29 這是一非常重要的問題,傳統(tǒng)鉛蓄電池生產(chǎn)中焊條合金是不需要加錫的。例