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木素对铅蓄电池性能的影响 作者：赵禹唐 王希业 加入时间：2004-12-30 10:16:52 早在20世纪60年代初期，国内某些厂就开始用腐植酸作为负极板的添加剂，而于此同时淄博厂则着手试用木素解决起动用蓄电池—18低温放电问题，发现其各项性能均略优于腐植酸的配方，而价格却比腐植酸低得多。 1? 木素简介 ??????? 碱木素是由造纸厂废黑液提制和再加工处理而得；酸木素是原北京光华木材厂水解废渣经再加工提制而得。外观均为土褐色与棕褐色粉末物，粒径为1～5μm，表观密度为0.4～0.5 g／cm3，密度为1.3～1.5g／cm3，比表面为180m2／g的呈负电性的胶体粒子。碳含量为60 ％～64 ％，氧为31 ％～34 ％，氢为5 ％～6 ％。碱木素在空气中软化点为120，熔点为140～150的可熔高分子同系物的混合物，能吸附大量气体和酸碱盐物质，故曾做矿用浮选剂、土壤改良剂、气体吸附剂、建筑材料与动物饲料的添加剂(3 ％～5 ％)，又可做工业用碳的原材料。 2? 负板添加剂的研究和应用结果 ??????? 淄博蓄电池厂于1963～1976年曾将木素用于固定型、牵引用及汽车用电池中，均取得了良好的生产和使用效果，后因料源枯竭而被迫改用腐植酸。 ??????? 碱木素和酸木素在Q型电池上的试验结果曾发表于“电源技术”1991年3期。 ??????? 结合当年的生产和用户反映及性能检测，木素的性能可总结如下。 ??????? (1)低温性能 ??????? 以前规定Q型汽车蓄电池以—18，3C10电流起动放电终止电压1.0V时，2.5 min可列为优等品，而用木素的电池可达6～6.8min；用做3QG—105放电，在同样条件下可达8.3min，正常生产的10年多在Q型70～182Ah的抽样检查中测得的性能(低温)是4(6-Q-182)～6.8min，这涉及电液问题，当时灌酸密度为1.26g／cm3，而182Ah组装较紧，酸量不足。 ??????? 用3Q—105电池在—50下检测可放电1.9rmin，而且保证硬橡胶槽与盖联接的封口剂不许开裂，在当时均曾达标。 ????????装车使用试验，曾在内蒙古加格达奇地区进行，当大气温度—44，而池温—42时未起动打火(当时由于人为原因：灌酸和充电均出现失误)，当大气温度—42而池温为40时起动顺利。当然在那样超低温下要求汽车、坦克、装甲车、拖拉机均是严格的，例如水—50不许结冰 (加乙二醇)，汽油—50的燃点闪点均要正常(加乙醚)，机油—50仍要保持正常润滑，而对蓄电池只要求—40；能打火起动就行。当时交通部科学研究院，有关军事部门、蓄电池生产厂家及相关用户单位在塔河、漠河等地严冬车试，能打起火的车仅此木素配方是成功的。当时还有西宁——拉萨和新疆布尔津的车试也取得了成功。 ??????? 按现行标准GB 50080.1-91规定的—18，Is 放电达1min时其电压达1.62～1.70V，超过标准规定的1.40 V和某些先进水平的1.58～1.62 V。此处Is系指3C20值，当然4C20、5C20、9C20则另有要求和结果。 ??????? (2)自放电性能 ??????? 有3只3Q—105电池在试验室做完容量和初期各种试验(达20全充放周期)，然后充好电调到电液密度为1.2kg／cm3，放置半年后再测电液密度则为1.26 g／cm3，进行容量放电仍达102 ％～104? ％ (放置前容量为120 ％左右)，所以，自放电性能是良好的，因为放置半年多仍可使用这种搁置3个月或6个月后不用充电仍可使用的电池在军事用途上具有重大的意义。 ??????? (3)析气性能 ??????? 铅蓄电池容量性能好则析气量低，一般规定接近寿命终止的电池其析气量是初期容量的3～7倍以上，实际测定也是这样，Pb-Sb合金板栅的QT—10500Ah电池就是个显著的例子。显然，改善板栅合金成份是能改善析气性能的，但负板添加剂不同和用量不同则对析气性能有相差13倍以上的结果，这对免维护电池，尤其是对VRLA贫液电池的失水和热失控是有致命影响的，木素在这方面的析气量是很低的，当然这是指经过再加工的铅蓄电池专用木素，不经过专门加工的木素是不能用的，不但容量不达标，而析气量要高出已加工木素的7～13倍。腐植酸也高出木素的1～5倍，当然这与配方量有很大的关系。以上是我们做了共42只3—Q—95电池试验收气而得的结果。我们收气的方法是停止充电后连续收气6h，再换算到mL／min而进行对比的。我们还试过某些产地的腐植酸经过再加工处理后，配方量达1.5时的析气也接近于木素。 ??????? 所以，对VRLA蓄电池和其他富液式免维护蓄电池负板采用木素是有利于免维护性能的，甚至是必需的。VRLA贫液式铅蓄电池失水减少则有利于