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铅酸蓄电池隔板的重要性与选材技巧

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:后者用于阀控密封式铅酸蓄电池,由硼硅玻璃棉制成。PP隔板虽然在蓄电池中电阻较小,孔率较大,但由于孔径大,易造成短路,多数蓄电池厂家摒弃了这种隔板。因为是用于阀控密封式铅酸蓄电池,对各种原材料中杂质的含量的限制是极其严格的,隔板也不例外。多年来,由于隔板被活性物质枝晶穿透或隔板磨损等原因导致蓄电池失效的情况屡见不鲜,人们已认识到正、负极板作为蓄电池电极过程的核心固然重要,但隔板的品质和性能亦不能忽视。

铅酸蓄电池隔板的重要性与选材技巧

蓄电池在运行时,完全不同于金属导体是靠自由电子导电,其内部即正极板与负极板之间是靠电解质溶液导电,有时也称第二类导体导电。溶液导电的本质是荷电的粒子——离子(如HSO4-、H+等)的移动。处于正、负极板之间的蓄电池隔板对于正、负极既是绝缘体(隔绝自由电子导电),又要允许荷电离子通过,对于电解质溶液导电作用的阻碍越小越好。这就要求隔板本身是电子绝缘材料,又能允许电解质溶液自由扩散和离子迁移通过,能阻止极板上生成的活性物质枝晶通过造成短路。隔板应当有较大的孔率(porosity)。孔率即隔板内孔的体积占隔板(表观)体积的分数。隔板的孔径(pore radius)不会是同样大小的。要求隔板的最大孔径越小越好。当然,隔板在H2SO4溶液中还应当有很好的化学电化学稳定性。为了生产操作顺利,隔板要有相当的机械强度和柔韧性。

早期的木隔板,纸浆隔板已退出蓄电池工业,橡胶隔板当前也不多见。现在大量使用的是PVC隔板、PE隔板、PP隔板和超细玻璃纤维隔板(superfine glass fiber mat;microfiber glass mat)。后者用于阀控密封式铅酸蓄电池,由硼硅玻璃棉制成。

聚氯乙烯(PVC)隔板是由PVC微粒经烧结制成的,耐H2SO4溶液及电化学腐蚀性能好,价廉,质地较脆,在蓄电池中电阻稍大。其孔径大小、孔率与原料及烧结工艺条件有关,大批量隔板的性能的一致性较差。

聚乙烯(PE)隔板由微孔PE制成,不易折断,可制成厚度较小的薄片或袋式隔板。在H2SO4溶液中耐酸及电化学腐蚀性能好。在蓄电池中电阻小。由于PE隔板孔径小,可以在很大程度上阻止蓄电池短路。

聚丙烯(PP)隔板是以PP树脂为主要原料,加入少量抗氧化剂,经高压熔喷成超细纤维形成无纺布基底,再经化学处理制成的。一般为白色多孔而柔软的膜片,可以制成单片或袋式隔板。PP隔板虽然在蓄电池中电阻较小,孔率较大,但由于孔径大,易造成短路,多数蓄电池厂家摒弃了这种隔板。

超细玻璃纤维隔板孔率大,一般都超过90%甚至更大,孔径也小,耐腐蚀性能好。用硼硅玻璃棉制成毡片的过程,很像由纸浆造纸的过程,要用大量的水。水的杂质含量在很大程度上决定了这种隔板的杂质含量。因为是用于阀控密封式铅酸蓄电池,对各种原材料中杂质的含量的限制是极其严格的,隔板也不例外。(www.xing528.com)

很难说哪种隔板好或不好。首先是某种蓄电池适用某种隔板。其次是某种隔板的生产厂家的某一批次产品的品质如何。表6-5列出的几种隔板性能典型值只能作为参考,各项数据不是一成不变的。

表6-5 几种隔板性能的典型值[2]

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表中复合隔板指的是两种材料(其中之一是玻璃纤维)压叠在一起的隔板。

多年来,由于隔板被活性物质枝晶穿透或隔板磨损等原因导致蓄电池失效的情况屡见不鲜,人们已认识到正、负极板作为蓄电池电极过程的核心固然重要,但隔板的品质和性能亦不能忽视。隔板的种类不断更新,品质和性能不断改进,对隔板也做了大量研究工作。

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