碳材料和4BS晶种对起停用富液铅酸蓄电池性能影响

摘要

国家规定从2020年开始，各车企出厂的乘用车每百公里油耗必须低于5L，为了达到这个目标，仅靠整车中简单的起停系统已经无法满足要求，所以车用智能发电机这一降低油耗的技术在整车中得到应用。而智能发电机的应用对于起停用铅酸蓄电池性能要求更高，尤其是电池的17.5%DOD和50%DOD循环寿命要求，以及长期处于80%荷电态下的快速充电接受能力要求，根据此要求，需要对正负极活性物质配方进行研究。　　负极活性物质中添加三种类型炭材料（石墨烯、灯黑、导电炭黑），分别按照0.5%、1%、1.5%三种添加比例，总共进行11个方案的对比研究，通过组装成电池后进行初期性能、静态充电接受能力、动态充电接受能力、水损耗以及部分荷电状态（PSOC）条件下的17.5%DOD循环测试对比，最终得出虽然添加1.5%的灯黑在PSOC条件下的17.5%DOD循环达到2125次，但水损耗达到了4.07g/Ah。所以平衡下来，1%的灯黑整体性能最好，PSOC条件下的17.5%DOD循环达到1785次（标准要求不低于1530次），但水损耗只有2.86g/Ah（标准要求低于3g/Ah）。　　正极活性物质中添加纳米级四碱式硫酸铅（4BS）晶种，研究其对于EFB（富液增强型电池）起停电池50%DOD（40℃）寿命的影响，同时与不加4BS晶种的空白样进行对比，利用X-射线衍射以及电镜扫描分析正极活性物质组分和活性物质中4BS分布均匀程度以及颗粒大小，最后将生产的极板组装成电池进行初期性能和50%DOD循环寿命测试，通过成分分析、微观形貌观察以及电池性能研究，最终得出正极活性物质中添加0.5%的纳米级4BS晶种可以将电池的50%DOD（40℃）循环寿命从122次提高到167次。　　选择性价比以及均衡性最好的正负极活性物质配方方案组装成目前市场销售量最大的LN3-EFB（12V70AH富液增强型电池）电池进行全项性能测试，最终各项测试结果超过了目前EFB起停电池最严格的大众集团VW75073（SLIBatteriesfor12VElectricSystems）标准要求。　　研究出的LN3-EFB电池符合带有微循环系统车辆对电池的要求并具有技术上的先进性，不仅可以为车辆进一步节约油耗和降低汽车尾气排放，同时产品因技术先进性而获得市场认可，从而具有较好的社会效益和经济效益。

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