潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池

摘要

本发明提出一种潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池。该电池采用新型的正负极板栅合金材料、正负极活性物质组合物和电解液的配方，使潜艇用铅酸蓄电池实现了高能量、密封和免维护。该电池提出一种超大型高能量密封免维护铅酸蓄电池散热冷却的方法，解决困扰密封免维护铅酸蓄电池应用于潜艇的难题。新型高能量密封免维护铅酸蓄电池采用了水平放置极板的方法，极板的极耳处于极板中间，获得了最佳的极板集流效果和合理的极板电流分布，使电池的容量提高。新型的潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池(10h率放电)重量比能量达到53.8Wh/kg，最大体积比能量达到178.4Wh/dm³。

主权项

1、本发明提出一种潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池，其特征在于：潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池采用阻燃ABS工程塑料；潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池的隔板选用优质玻璃纤维隔膜；潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池的正极板栅合金材料为：100kg纯Pb(Pb含量＞99.994％)加入0.6kg～1.6kgSb，加入0.01kg～0.3kgAs，加入0.01kg～0.5kgAg，加入0.01kg～1.0kgSn，加入0.01kg～0.5kgCu，加入0.01～0.1kgAl，加入0.01kg～0.1kgSe；将上述成份的合金材料在熔铅炉中加热到480℃～520℃的高温熔化搅拌均匀，浇铸于正极板栅模具中，制成正极板栅；潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池正极活性物质组合物为：每百公斤氧化度为76％～78％的铅粉加入密度为1.08g/cm3～1.25g/cm3的硫酸溶液12升，加入300目异性石墨0.2kg～0.3kg，加入迪尼尔0.15kg～0.2kg，加入600目Al2O30.1kg～0.2kg，加入600目ZrO20.15kg～0.2kg，加入300目金属铅粉0.2kg～0.3kg，用纯水调至铅膏视比重为4.2g/cm3～4.3g/cm3，静置后涂在正极板栅上。该极板结构克服了超大型极板集流效果差，极板效率低的缺陷，使组装的超大型密封铅酸蓄电池容量大为提高；潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池负极板栅合金材料为：100kg纯Pb(Pb含量＞99.994％)加入0.06kg～0.12kgCa，加入0.01kg～0.08kgAl，加入0.01kg～0.08kgCu，加入0.01kg～1.2kgSn，加入0.01kg～0.5kgBi，加入0.01kg～0.02kgIn；将上述成份的合金材料在熔铅炉中加热到480℃～520℃的高温熔化搅拌均匀，浇铸于负极板栅模具中，制成负极板栅；潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池负极活性物质组合物为：每百公斤氧化度为75％～78％的铅粉加入密度为1.08g/cm3～1.25g/cm3硫酸溶液12升，加入α、β萘酸0.2kg～0.3kg，加入BaSO40.2～0.4kg，加入300目异性石墨0.25kg～0.3kg，加入晴纶短纤维0.2kg～0.3kg，加入CdSO40.1kg～0.3kg，加入600目ZrO20.1kg～0.3kg，加入腐植酸0.2kg～0.3kg，用纯水调至铅膏视比重为4.2g/cm3～4.25g/cm3，静置后涂在负极板栅上。该极板结构克服了超大型极板集流效果差，极板效率低的缺陷，使组装的超大型密封铅酸蓄电池容量大为提高；潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池电解液配方为：100kg比重为1.29g/cm3～1.295g/cm3的硫酸溶液，加入0.1kg～2.0kg的羟基磷酸钠，加入0.1kg～2.0kgCdSO4，加入0.1kg～1.0kgNa2SO4，将电解液注入电池后，用粘合剂将电池上盖粘合即可；高能量密封免维护铅酸蓄电池的组装结构和散热冷却方法是：1)正、负极板的形状为：极耳在板栅的正中间，而且极耳的个数和宽度不受限制，可根据集流要求设计，以增加集流效果；2)正、负极板中间加入隔膜，用汇流排将放在两边的正负极板极耳焊接在一起；3)由于极板在充放电过程中会膨胀，变形。为此，将焊接好的正负极群装入一个由尼龙材料制作的防胀套中；防胀套尺寸分别为极板的宽和长，防胀套的高度视将电池壳中装入几个防胀套而定，一般1000mm高的外壳最好分为四个防胀套；焊好极耳的正负板加隔膜后装入防胀套后，再装入电池外壳，若干个防胀套的汇流排焊接起来，焊接接线端子，加电池上壳、密封、注液即可；4)电池的散热冷却结构设计与电池外壳材质相同的导热隔板，将导热隔板装入电池外壳的底部和防胀套之间，在电池外壳与导热隔板处相连处打若干个通水孔。循环冷却的水从导热隔板中通过，对整个电池进行冷却，达到了良好的散热冷却效果。外壳导热隔板与循环水管道用粘合剂粘牢固。