大容量高倍率锌银蓄电池的研制

　　大容量高倍率锌银蓄电池的研制宋二虎，范建国（新乡太行电源〈集团〉公司，河南新乡，453069表1放电电流平均电压放电时间d工作9周次。

　　2产品的研制d，使用后期1h率放电容量也要达到85Ah.根据锌银电池容量衰减的规律，电池的初容量必须达到115~125Ah，即电池的体积比能量必须达到262 Wh/L以上；同时其480A放电平均电压为1.30V以上对应比功率为907 W/L，而当采用900A放电时，平均电压118V，则其比功率高达1543.6W/L.在这样小的体积下如此大电流长时间放电使电池的设计不仅要考虑电池的容量，更要考虑大电流放电时的电流密度及温升。这是大容量高倍率锌银电池设计中所面临的必须解决的关键点和出发点。

　　（1瓶板尺寸极板是电池的关键部件，它的性能和质量对电池的性能起决定性作用，我们设计的XYG85电池外形尺寸为mm，电池内腔尺寸为40.5mmx73.5mmx158mm.为使电池有足够的气室，以及进行极柱与极板引线的焊接与保护，极板上部必须留有一定的空间，该电池极板上部留出了36mm所以设计极板的尺寸为122（2隔膜的选择电池的隔膜既要耐受放电时较高的温度，又要在180d的使用寿命期防止银迁移，以及锌技晶穿透造成的内部短路。隔膜必须有一定的厚度，但包膜层多必然增加电池内阻，我们采用了负极包三层0.025 mm低电阻纤维素膜作为主隔膜，正极板焊一层0.1mm尼龙布作辅助隔膜的结构。

　　（3）活性物质的配比锌银电池的正负极采用了烧结式银正极和涂膏式锌负极这种结构工艺成熟。烧结式银正极的热还原活性银粉的利用率一般在70%左右，涂膏式锌负极其活性物质（75%Zn0+25%Zn）的利用率一般在75%左右。根据电池的使用寿命情况我们选用了负、正容量配比为P1.2，则相应负、正极活性物质比为：010.8其中负极混合粉质量；的电化学容量（1.43g/Ah）；K-银粉的电化学容量（2.01g/Ah（4）电池的装配比由于高倍率电池在大电流连续放电时，电流密度很大；将产生大量的热量。为了使锌负极产生的氧化锌能够被及时溶解以保持反应表面，减小实际电流密度，并且利用水的热容比较大的特点以减少电池的温升在此选用电池的装配比为72%左右。

　　（5瓶板数与活性物质量高倍率锌银蓄电池一般采用薄极板，这样可以增加极板的片数相应增加正、负极板的正对面积，从而降低电池的放电电流密度，提高比功率，但是极板数目的增加必然增加电池内隔膜、辅助隔膜及骨架的重量和厚度，使比能量下降。

　　电池装配松紧比x壳内尺寸正极板厚度>负极板厚度>隔膜及辅助隔膜厚度XYG85蓄电池极板数N与活性物质量的对应关系见表2.可见在正极板孔率为55%、负极板孔率为表2 XYG85蓄电池极板数与活性物质量的对应关系极板数正极活性物质量负极活性物质量正极容量负极容量480A放电电流密度900A放电电流密度57%时，由G0.8G+正、负极板数N与正极活性物质量G>有如下对应关系：通过对活性物质量与电流密度间量化关系式的分析溶量及电流密度进行综合平衡后确定正、负极板数均为20片相应正极活性物质量为349.3g负极活性物质量为279.5 g.（6溯流体的设计A和900A，对应的电流密度分别为148mA/cm2和278 mA/cm2且放电时间较长集流方式对电池性能的影响十分显着。用于瞬间大电流放电的高倍率电池一般集流体较小其导电能力较差。造成电池大电流连续放电时温升过高而且由于高倍率电池的装配比较低溶易出现负极物质的脱落掉粉。为此我们专门设计了小网孔银箔切拉网作电池的骨架，即将0.15mm的银箔切拉成网孔尺寸为2.2mmx4mm的网状结构。这与锌银电池通常使用的编织银网相比，不仅使活性物质与集流体接触面积更大改善了电流分布降低了内阻减少了温升，而且由于其在极板内形成了框架结构，曾加了极板的强度减轻了脱粉现象，从而延长了电池的使用寿命。

　　XYG85电池要求采用M8的极柱，而在480~900A的大电流下，在这幺小的极柱上的压降和温升都很大。为此专门设计了阶梯状的极柱（见示意图）这样，电流通过阶梯状的极柱间的台面传导到用电设备。实际检测在900A放电时极柱最高温度为753，既满足了需求，也保证了使用的安全。

　　3性能测试3.11C放电性能电性能见表3. CX85A）放电性能放电时间电池电压1电池2电池3电池平均电压以17A放出剩余容量，放电时间分别为133min、142min和135min，说明电池实际容量达到120Ah以上，达到了设计目标。

　　3.2大电流放电性能表4 480A放电性能放电时间电池电压1电池2电池3电池平均电压表5 900A放电性能Table放电时间电池电压Batteryvoltage/V.兰德等锌-氧化银电池组，北京防工业出版朱松然。蓄电池手删M.天津天津大学出版社，1998.