动力型vrla电池的热失控和循环寿命研究

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1、工程硕士学位论文动力型VRLA电池的热失控和循环寿命研究RESEARCHONCYCLELIFEANDTHERMALRUNAWAYOFPOWERVRLABATTERIES马永泉哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TM912.1学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文动力型VRLA电池的热失控和循环寿命研究博士研究生：马永泉导师：戴长松教授申请学位：工程硕士学科、专业：化学工程所在单位：哈尔滨光宇蓄电池股份有限公司答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TM912.1U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCYCLELIFEANDTHERMALRUNAWAYOFPOWERVRLABATTERIESCandidate：MaYongquanSupervisor：Prof.DaiChangsongAcademicDegreeAppliedFor：MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringAffiliation：Harbincosli

3、ghtstoragebatteryco.,ltdDateofDefence：June,2009Degree-Conferring-Institute：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来伴随着轻型电动助力车的蓬勃发展，以电动自行车电池为代表的动力型VRLA电池不断发展和完善，并实现了产业化。但动力型VRLA电池仍然存在急待解决的问题，其中最突出的是热失控问题和循环寿命偏低问题。本课题就是围绕上述两个问题展开的研究，目的是寻求抑制热失控和延长循环寿命的方法。本论文对VR

4、LA电池过充电期间产生的热效应进行了计算，研究了充电电压、环境温度和循环次数对热失控现象的影响。直观的阐述了热失控现象发生的条件与过程，并研究了具有定时功能的充电器和胶体电解液对抑制热失控发生的效果。结果表明，对充电器充电模式的定时强制转换，可以在充电残余电流偏高时，实现由高恒压值充阶段（2.47V/Cell）向浮充阶段（2.3V/Cell）顺利过渡，对在高温条件下工作的蓄电池具有良好的保护作用。而采用了胶体电解液的蓄电池在循环实验中失水明显减少，寿命实验期间平均失水仅为18g，充电残余电流在循环过程中十分稳定，寿命实验期间

5、一直稳定在0.04~0.05A之间。可有效降低热失控发生的机率。此外，还研究了高温固化工艺，采用胶体电解液和正极添加剂SnSO4对电动自行车VRLA电池循环寿命的影响。结果表明：采用高温固化工艺对电池容量的影响与放电时率有关，对于2小时率以上的大电流放电影响较小，而对循环寿命并没有起到改善作用；采用胶体电解液，蓄电池的循环寿命达到了316次，较常规电池的287次，延长了29次，并有效减少了电解液的损失，同时将低了板栅的腐蚀速度；在正极铅膏中加入0.15mass%的SnSO4对蓄电池的循环寿命起到了明显的改善作用，达到了363

6、次。同时加入SnSO4可以提高电池的初始容量，而且添加量增加容量也随之增加，但SnSO4的添加量过高后，会因失水过快而起不到改善循环寿命的作用。关键词：VRLA电池；热失控；循环寿命；胶体电解液-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,withthevigorousdevelopmentoflightmopedscooter,theVRLAbatteryforpowerhasbeendevelopingandperfecting,specially,electricbicycle,and

7、turnedintoanindustry.However,immediatesolutionsarerequiredtotackletheproblemsofthisVRLAbatteryforpower.Toppriorityshouldbegiventothetwomainissues,thethermalrunawayandlowcyclelife.Thispaperfocusesonthetwoissuesaboveandtriestosuggestmeansofrestrainingthermalrunawayan

8、dstretchingitscyclelife.ThispapercalculatesthethermaleffectintheprocessofcharginguptheVRLAbatteryandinvestigatestheeffectsofchargingvoltage,envir