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纯铅电池技术及应用 艾诺斯（中国）华达电源系统有限公司 朱纪凌 摘要：分析比较了纯铅电池技术与传统阀控式铅酸蓄电池的不同点；阐述了纯铅电池的技 术特点及应用特点；基站测试数据表明纯铅电池的快速充电能力及在恶劣环境下的 抗滥用能力非常好。 关键词：纯铅 超薄极板 高温寿命 快速充电 循环能力 1 概述 铅酸蓄电池自 1859 年诞生以来，就一直作为一种高可靠性、高性能价格比的化学电源 得到非常广泛的应用，在化学电源中占有绝对优势。一百多年来，铅酸蓄电池的理论研究、 制造工艺和技术水平都一直在不断的向前发展。上世纪七十年代末，阀控式密封铅酸蓄电池 的出现实现了铅酸蓄电池由传统的开口型向密封型转变的重大突破。阀控式密封铅酸蓄电池 由于具有密封、不产生酸雾、使用过程中无需加酸加水维护等开口型铅酸蓄电池不具备的特 点，因而更加适用于通信、电力、能源等各行各业的电源系统（供电系统）对蓄电池的需要。 由于现代用电负载对电源系统的可靠性、安全性和稳定性要求越来越高，而不同的电源系统 对蓄电池的放电要求却不完全相同，因而单品种的阀控式密封铅酸蓄电池不能完全符合并满 足所有电源系统的需要。 当前技术及应用市场正快速向发展中国家（或地区）演化，当今电信网络正面临着越来 越多具有挑战性的使用环境，如：高温、低温、偏远站点、市电可靠性差等，另外，电信营 运商的环境友好意识也在增强（如低碳、低污染、低噪音等），所有这些都对蓄电池提出了 更高的要求，如：更好的循环能力、更快的充电能力、更好的深度放电能力……。而传统的 阀控式密封铅酸蓄电池技术已经远不能适应这些新的应用要求。 纯铅电池利用超高纯度的材料和现代化的制造工艺生产，为新兴应用领域提供了完美的 能源解决方案。 纯铅电池最早由美国艾诺斯电池集团下属的 GATE 公司研发成功，最初为圆柱形 （CYCLON ）, 后来由于用户系统容量的需要，艾诺斯集团通过特殊的工艺和设备，生产出 板式纯铅电池（PLATE ）。通过30 多年来的不断研发、改进，从电池的电化学性能、结构设 计、电池材料（包括外壳材料）、制造工艺及控制都体现了铅酸电池的最高水平。板式纯铅 电池目前全球只有艾诺斯集团下属的位于英国 NEWPORT 和位于美国的 WARRENSBURG 的两家工厂生产。 2 纯铅电池技术 2.1 传统铅酸电池技术的固有缺陷及应用难题 传统铅酸电池的正负极板栅，由于纯金属铅在一定温度下较软，铸造成型后的机械强度 较差，因此在铸造正负板栅时都要加入其它金属形成合金板栅，如铅钙合金、铅钙锡合金、 低锑合金等等。但是，合金金属的加入，导致电池极板在使用过程腐蚀加快、电池的自放电 大、使用过程中失水较快、电池内阻较大，这是传统的铅酸电池固有的缺陷。长久以来，各 蓄电池厂家对铅酸电池的技术更新、设计改造等都是围绕着尽量减低或减弱上述缺陷来进行 的，但是，不管如何改变，传统铅酸电池依然存在着三大应用难题： （1）高温环境下的使用寿命问题； （2 ）浮充使用和循环使用同时兼顾的问题； （3 ）充电时间问题（或快速充电问题）。 2.2 纯铅电池的主要技术特点 纯铅电池，顾名思义，是采用纯金属铅来生产正负极板栅，不添加任何板栅合金。为了 实现解决纯金属铅难于铸造成型后的机械强度差这一根本缺陷，需要采用特殊的工艺及设备 来生产。 纯铅电池的主要技术特点如下： （1）采用先生产纯铅铅带而后再冲压成型的方法来生产正负板栅。 这一点和传统铅酸电池采用铸造方式生产板栅有着根本性的不同。 （2 ）纯铅板栅的晶格（晶粒）致密，因此耐腐蚀性极强。 比较传统铅酸电池和纯铅电池的板栅，通过镜像分析及扫描电镜分析可知，传统铅酸电 池板栅晶格疏松，而纯铅电池的板栅晶格致密。 （3 ）纯铅电池采用超薄板技术。 纯铅电池的极板厚度低至 0.7—1mm，远远小于传统铅酸电池的极板厚度。 （4 ）纯铅电池除金属铅外，其它所有原材料都采用极高纯度材料。 纯铅电池电解液硫酸采用医疗级硫酸，电池隔膜也采用经过超纯度分析以保证不带进杂 质，甚至连外壳材料，都做了特别要求。 （5 ）纯铅电池采用全自动机器人操控生产。 由于采用纯铅、薄板，电池的板栅生产、涂膏、叠片、组装等都必须有全自动机器人操 控生产，无法由人工生产。 总之，纯铅电池采用超纯、超薄材料，通过