蓄电池书籍1知识材料

1 第一章 绪 论吴寿松第一节 铅酸蓄电池发展简史公认铅酸蓄电池由法国人普兰特 （ G. Plante） 创制， 他于 1860 年向法国科学院送交样品，时年方 26 岁。其蓄电池构造是用两块铅皮，中间用橡胶条隔开，浸在 10的稀硫酸中，经过正向充电、停止、反向充电。如此反复进行，所得产品能以比当时任何一次电池更大的电流放电。但当时发电机尚未问世，他只能用一次电池作为充电电源，耗费自然很大，他的蓄电池仅成为实验室的一种新事物，直到 13 年后即 1873 年，直流发电机问世，铅蓄电池才逐步走向实用化。虽然有了直流发电机， 但是反复充电以形成极板的活性物质仍嫌太麻烦， 1881 后法国人富尔（ Faure）发明以铅化合物涂在铅片上，可以很快形成活性物质，差不多同时，英国人色隆（ Sellon）发明了铅锑合金板栅，这种板栅及富尔涂粉方法结合，出现了所谓涂膏式极板。这种生产方法简易可行，大大便利于生产。稍后，普兰特式制造极板的方法也有了改进，即在稀硫酸中加腐蚀剂如过氯酸钾等，则活性物质可以较快生成，这种由铅基板的电化学方法生成活性物质而构成的正极板称为形成式极板。虽然生产仍比涂膏式复杂，耗铅也多，但寿命特长，直到上世纪末，仍有少量生产。1910 年起， 铅酸蓄电池生产受到两项大的推动力 一是汽车开始用它来做启动照明点火三项任务，这就需要较轻，能发出很大电流的产品，并由于汽车数量增加之快，促进了铅蓄电池的工业化生产；二是电话业采用铅蓄电池作为备用电源，要求安全可靠能使用多年的蓄电池，从此以后铅蓄电池用在汽车、摩托车、铁道、矿山、通信等工业并站稳了脚跟一直到现在。在上个世纪中，铅酸蓄电池的重大改进有一、二十年代由美国 Exide 公司推出的管式极板，用多缝隙的硬橡胶管所容纳活性物质，以一支铅合金棒插在中间导电，这就大大提高了极板的耐深度充放电的能力， 硬橡胶管现已由无纺布所取代， 管式极板多用于动力型蓄电池。2、 50 年代由美国 Delco 公司首先推出用无锑合金为板栅的免维护汽车蓄电池，免去了以往汽车蓄电池须定期补水的工作，现在免维护式已经是汽车蓄电池的主要选择。 3、 70 年代由美国 Deviff 氏创新的阀控式蓄电池，这也是一种免维护式，但它由于是贫液且装有阀门，所以可以任何方向放置且极少有害气体外溢，最初只生产几个安时的圆柱形产品，后来已发展到大型的，而且遍及种种用途的产品，阀控式已是铅酸蓄电池发展的主流。铅酸蓄电池虽然面世已近一个半世纪，现在看来， 在它已有的应用领域如汽车、电信等并不存在被新兴能源如氢镍蓄电池、锂离子蓄电池取代的可能性。而随着这些已有应用领域本身的发展， 铅蓄电池自将跟进， 例如汽车电系统由 12V 向 36V 转变， 对汽车蓄电池将有很大一个量及质的提高。除了已有应用领域之外，新的应用领域也在展开，例如电动自行车的配套蓄电池，其产值已超过历来居第二位的固定型铅蓄电池，这是三、四年前谁也没有想到的。而混合式汽车以及燃料电池需配用的化学能源，铅蓄电池呼声很高，凡此都说明铅酸蓄电池虽然已面世 150 年，它仍充满活力，它现在的总产值为全部化学电源总产值的一半，这一份额在未来的二、三十年间仍将保持下去，铅酸蓄电池尚大有可为。现在将铅蓄电池发展过程中一些重大事件以年表形式列下1860年 G.Plant 实现了用反复充放电使铅箔形成活性物质，以稀硫酸 为电解质的第一个铅酸蓄电池。1873年 直流发电机问世，铅蓄电池从此有了可靠的电源。1881年 Sellrn 发明铅锑合金板栅1881年 Faure 发明在铅上涂膏以形成活性物质的方法2 1882年 Gladstone 与 Tribe 提出双硫理论，从此建立了公认的化学反应式1883年 PbO2 Pb 2H 2SO4 2PbSO4 2H2O 1883-1886 年 Tudor 及 Lucas 完成了方便的形成式正极板制法（电解液中加腐蚀剂）1910年 Exide 公司推出胶管式正极板1935年 Haring 及 Thomas 发明铅钙合金板栅1935年 Sleyler 发明玻璃丝管的代替以前用于管式极板的硬胶管1970年 Deviff 创制第一个用贫液式结构的阀控式蓄电池1970 年以来 拉网式板栅微孔 PE 及 PVC 隔板单体间的穿壁焊技术铅钙合金的加铝及加锡3 第二节 中国铅酸蓄电池发展史建国之初，所继承的铅蓄电池工业很弱小，仅沈阳、天津、武汉、重庆、上海有一些小型的蓄电池企业，技术水平很低，配件方面仅上海重庆各有一家木隔板厂。据估计，建国那一年，全国生产铅蓄电池的产量（基本上全为汽车型） 20,000kV Ah，用铅 400t，建国以来铅蓄电池工业的发展可以分三个时期。1、从建国到 1966 年这是创建时期，发展的外援是苏联。我们按苏联的工厂管理模式建立了蓄电池工厂的管理制度，即所谓三师一长制，直属于厂长的技术监督部门。技术工作的中枢为中心试验室。苏联援建了一家大型铅蓄电池厂，而沈阳、淄博、天津等厂引进了大批苏联技术。在计划经济年代，这些技术多以不同方式扩散到全国各厂，从而大大提高了我们的技术水平。在这一时期，技术改进有下列一些；（ 1） 、用球磨铅粉取代了红丹、黄丹粉（ 1951 年） 。（ 2） 、 负极用胶状膨胀剂， 提高了低温起动能力， 不久又引进了腐殖酸 （ 1955～ 1958 年） 。（ 3） 、当时全用木隔板，经采用玻璃并列，大大提高了汽车蓄电池寿命（ 1957 年） 。（ 4） 、蒸汽硫化法大量生产硬胶槽（ 1956 年） 。（ 5） 、生产棉质隔板，内含玻纤（ 1958 年） 。（ 6） 、微孔橡胶隔板投产（ 1954 年） 。（ 7） 、涂模剂历来用滑石粉及乙炔黑，至此都改用软木粉水玻璃（ 1955 年） 。（ 8） 、封口剂中加再生胶，从而使它与槽盖的粘结力大增，耐寒耐热能力也改进（ 1956年） 。（ 9） 、用过热蒸汽法生产干荷电负极板在天津首次成功（ 1957 年） 。（ 10） 、开口式固定型蓄电池标准颁行（ 1960 年） 。这一时期，由于提倡一边倒的学苏联技术，国外早已有的合金加砷、铅膏加纤维等，在苏联技术资料中未提及，我们也就不采用，我们早已通行的用回收铅配制合金，苏联资料强调用电铅，我们也照搬，结果合金耐腐蚀反而不如以前。由苏联介绍进来的八模铸板机、链式涂板机、筛式铅粉机等都不大适，我们自己又缺少专机开发，所以全行业机械化生产水平很低，手工作业尚属主流。在产品方面，汽车蓄电池型号基本齐备，其他如形式固定蓄电池，管式搬运车蓄电池、火车蓄电池、矿灯蓄电池以及潜艇蓄电池，坦克车用蓄电池、航空用蓄电池均已生产。 1962年于沈阳召开由金增羲工程师主持的一次技术会议上对这一阶段的汽车蓄电池作一评估，认为属于 40 年代水平。蓄电池的较先进技术集中于少数几家大型工厂，多数工厂生产方式还是很原始的。值得注意的是一批铅蓄电池专业技术人员及技术工人队伍成长起来，能基本上掌握产品的研发与生产。期末， 铅蓄电池产量有了很大提高， 1959 年生产各型蓄电池 837,170 只， 折合耗铅 10,119吨。2 、 1961～ 1980 年大跃进打乱了初步建立起来的技术管理制度，工厂粗制滥造成风，后来进行调整巩固，尚未就绪，又来一个文化大革命 10 年动乱，使铅蓄电池工业的发展受到冲击，但还是有一些技术进步以及生产发展（ 1） 、修订了一批产品标准，使主要铅蓄电池产品都有了标准可用。（ 2） 、有两家工厂生产了管式汽车蓄电池，虽未能大量投产，但为以后牵引蓄电池的轻量化开了先河（ 1964 年） 。（ 3） 、 浸渍法干荷电生产， 较为简便， 得以广泛使用， 使干荷汽车蓄电池成了普及商品。4 （ 4） 、不少工厂开始板栅加砷，更多的工厂开始在铅膏加纤维（ 1972 年） 。（ 5） 、汽车蓄电池开始用聚丙烯电槽，热封机也已开发成功。（ 6） 、不焊接化成推广（ 1973 年） 。（ 7） 、汽车蓄电池采用薄极板较为普及（ 1973 年） 。（ 8） 、汽车极板化成加速，基本上做到每 24h 生产一批。（ 9） 、硅整流器及后来的可控硅整流器取代了使用多年的汞弧整流器。（ 10） 、推广用电加热模压制硬胶槽（ 1975 年） 。（ 11） 、化成槽加泡沫除酸雾（ 1976 年） 。（ 12） 、在沈阳蓄电池厂主持下组织全国有关生产厂的技术人员，统一设计防酸式固定型蓄电池，历时 10 年始完成全部型谱。此产品博采当时成熟的各项技术，使产品达到当时的国际先进水平。（ 13） 、 沈阳蓄电池研究所及武汉 752 工厂同时分别发表了胶体蓄电池的研制报告 （ 1972年）引起国内不少人进行胶体蓄电池开发，但成果很少。（ 14） 、采用管式极板的内燃机车蓄电池投产（ 1962 年） 。由于这一个时间全国颇为强调群众的作用以及要保持生产者的健康，所以曾经大搞群众运动地改进工装，但一般都很粗糙，但也多少减轻些劳动强度，劳保方面，投入不少专项资金，在一些工厂中安装了防酸防铅尘设备及污水污气处理装置。这一阶段技术特点是干荷电生产的普及以及硬胶槽向聚丙烯槽的逐步转变，但全行业机械化生产水平并无明显提高。到 1980 年铅蓄电池总产量估计为 170 万 kVAh， 投铅 33,000t， 这说明全国农业生产巩固10 年内乱而受挫，但对铅蓄电池的需要量仍有了可观的增长。3、 1981 年～现在改革开放使得铅蓄电池有一正常的发展机会，在此时曾大力引进技术及设备引进湿荷电汽车蓄电池生产线一条（上海） 。引进免维护汽车蓄电池生产线四条（包头、北海、遵义、沈阳） 。引进阀控式固定型蓄电池生产线三条（深圳、杭州、西安） 。引进胶体阀控固定型蓄电池生产线一条（沈阳） 。引进拉网生产线二条（保定、万里） 。引进 PE 隔板生产线三条（福州、保定） 。引进 PVC 隔板生产线八条（浙江等地） 。同时大量引进单机，据不完全统计有铅粉机 4 套（其中一套为产 24 厂） 、铸板机 125台 （十分之一为工业电池铸板机） 、 和膏机 17 台、 汽车极板涂板生产线 66 条、 铸焊机 11 台、PE 隔板包封机 4 台、汽车蓄电池装配线 40 条、生极板固化室（微机控制） 、拉网生产线 2条、蓄电池产品检测设备 130 台。还引进了国外先进的产品标准为 DIN43539 、 JISD 5301、SAE J537、 NFR13501 等，这些标准的实施是为了生产配套用的蓄电池。1988 年起全国许多工厂一哄而上地大搞大型阀控式蓄电池，国外在 1992 年以后，由 IT工业的发展引起的固定型蓄电池泡沫现象，即过热地增户，我国阀控式固定型蓄电池的泡沫现象比外国早，在 1988 年就有许多厂一哄而起地涌向大型阀控式蓄电池的开发，造成不少浪费。这一阶段的特征即铅蓄电池产品水平的现代化及铅蓄电池生产过程的现代化。具体一点讲就是（ 1） 、 汽车蓄电池由干荷电式向富液式免维护型转变， 部分产品已与国际先进水平等同。（ 2） 、摩托车蓄电池是干荷电式与免维护式并存，部分产品已与国际先进水平等同。（ 3） 、固定型蓄电池已全部转变为阀控式，部分产品已与国际先进水平等同。（ 4） 、铁道用、牵引用、内燃机车用、助力车用均有进步，提高了档次。（ 5） 、胶体电解液已在固定型及助力车用蓄电池获得应用。5 （ 6） 、助力车用蓄电池取得高速发展，成为中国一种特色。虽然如此，落后型号仍有生产，手工作业也还不少，据著名经济学家樊纲见解，由于中国人多，保留一些用工多的产品也是可以的。值得指出的是，生产设备、检测设备的用户已取得较大成绩，基本上所有蓄电池生产设备都能做，还出口到一些国家。有些生产设备尚在开发中，如拉网生产线。原材料与零配件也已完备，如各种铅合金，各种隔板、塑料槽、排管、催化栓、胶体电解液等。到上个世纪末，对我国铅蓄电池工业的总评是（ 1） 、已形成大规模生产铅蓄电池的能力，到世纪末年，年产 15200,000kVAh，投铅 30万吨。（ 2） 、能生产各种型号的铅蓄电池。（ 3） 、原材料、零配件、专用设备已完全立足于国内。6 第三节 铅酸蓄电池的基本结构与分类铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电槽及电解液组成，此外还有一些零件如气塞、连接条、极柱等等，分述如下（ 1） 、正极板 包括涂膏式、形成式、铅布式、铅箔式等。（ 2） 、负极板 包括涂膏式、铅布式、铅箔式。（ 3） 、隔板 包括微孔橡胶式、 PVC、微孔 PVC、 AGM 、 10-G、棉浆式（ 4） 、电槽 硬橡胶式及塑料槽（ 5） 、电解液 一律为稀硫酸，有一部分做成胶体下面是一些代表性的铅酸蓄电池图片摩托车用蓄电池中型阀控密封蓄电池 小型阀控密封蓄电池汽车用蓄电池固定型阀控密封蓄电池 储能用蓄电池7 一、铅酸蓄电池主要品种的介绍1、起动用蓄电池这是铅酸蓄电池品种最大的一个，专为汽车的起动、照明、点火提供能源。要求放电电流大，故均用薄的涂膏式极板组成，早先每个为 6V ，现今为 12V，正在向 36V 转变。起动用蓄电池长期用硬橡胶槽，今已全部用聚丙烯电槽。现在生产的这种蓄电池规格从 12V30Ah 到 12V220Ah 。2、固定型蓄电池作为备用电源，广泛用于邮电、电站、医院、会堂等处。现在有三种类型，即防酸型、阀控式及胶体式。其中胶体式采用管式正极板。本式蓄电池之大型者，即指 300Ah 以上者均为单体 2V，数十 Ah 的小型号用于 UPS 配套。对这一系列蓄电池最大要求是安全可靠，重量不是问题。自从上个世纪固定型铅蓄电池成为电话电源之后，从未受过其他电源的挑战。这个系列产品可以大到 3,000Ah 以上。3、助力车蓄电池这是一种有中国特色的产品，近年电动自行车在国内崛起颇速，同时，电动摩托车、电动三轮车及电动滑板车也随之发展很快，现在生产的配套电池从 12V4Ah 到 24Ah 的，12V10Ah 电池最多。 多年来各种主要铅蓄电池的产量产值一直是汽车蓄电池第一， 固定型第二，现在则助力车蓄电池已居第二位。4、铁路客车蓄电池用于列车的照明通风，历来是大宗产品， 20 年前铁路部门决定用碱性蓄电池代之，但试了几年，发现经济效益不如铅蓄电池，又改了回来，但后来铁道技术的变化使客车采用发电机集中供电，所以本型蓄电池已趋于萎缩。本型蓄电池一直用管式正极板，型号为 TG-189、T-450。5、内燃机车用蓄电池专供内燃机车起动及照明，长期使用管式极板，近年已改为涂膏式阀控蓄电池，型号为NG-462 等。6、摩托车用蓄电池用于摩托车的起动点火与照明，均为小型号，如 3M-2 至 16、 6M-5 至 32。对这一类蓄电池均要求很高的起动放电能力（ 10C 以上） 。7、牵引用蓄电池用于各种蓄电池车、叉车、铲车、矿用电机车。要求深充放。故多采用管式正极板，型号为 DG75 至 490。曾经有一个时期蓄电池车纷纷被汽油车取代，例如车间、码头、火车站都用之类似的吉普车的汽车。近年，人们环保意识有所加强，蓄电池车乃重新兴旺起来，而且用途扩大，如今景区观光车，城乡结合部农产品运输车也用上蓄电池车。故对于重量更轻的蓄电池有所期盼。由于矿井有瓦斯，故牵引蓄电池有防爆型。除了以上所讲的大宗产品之外，还有航空用、潜艇用、鱼雷用、矿灯用、航标灯用等蓄电池，至于更广泛的用途，不胜枚举了。8 二、铅酸蓄电池的分类1、按极板形式分1） 形成式 正极板为纯铅板用电化方法生成过氧化铅、负极板曾经用箔式，后改为涂膏式。这种蓄电池全属固定型，寿命特长，有所谓半形成式正极板，乃用铅铸成密格，仍用一部分涂膏，寿命也很长，耗铅量则比形成式少。2）涂膏式 这是用得最广泛的，即以铅合金板栅涂的铅膏。3）铅网式 用玻璃纤维复以薄层纯铅，制成铅线，以铅线织成布状，称为铅布，以铅布取代板栅。其优点是比合金板栅轻，但涂膏后其整体刚度差，不应垂直放置，只能水平放置，故构成的蓄电池称水平电池，这种蓄电池内阻小，比能量高，但自放电亦高，适用于牵引车用。4）卷绕式 有两种，其一用厚 0.7mm 的纯铅板栅涂膏，另一用厚仅 0.05mm 的铅箔涂膏。以上两式均各隔以 AGM 卷绕成圆柱状，电槽亦为圆柱形。此式特点是可以用很高的内压为 300～ 400kPa，同时也采用很大的极板组装压力，这是由于圆电槽可以经受很大压力不至于变形。上述两种压力高，可使水分散失慢，可使容量的早期衰退（ PCL）不出现，而且由于电极很薄，内阻很小，可以以极大功率放电，用于手电钻证明其胜过镉镍蓄电池，今后用于助力车可能很适合。2、按荷电状态分1）干荷电式 正负极板均保持化成后的荷电状态，使用前注入稀酸即可。2）干放电式 正负极板化成后未加处理，故负极已被大气氧化，使用前除了注酸口外，还要长期间的初充电才能投入生产。3）湿荷电式 产品出厂时不但正负极板处于荷电态，连稀酸也由厂方加好，马上可以用，如存库已久，可稍补充电再用。4）免维护式 这是当今汽车蓄电池的最主要形式，与上述湿荷式不同在于采用无锑合金，自放电小，使用中水损耗小，在整个使用期中不必补水。5） 阀控式 与免维护式之不同在于用 AGM 且为贫液式， 所具有阴极还原作用， 充电时一般不会出气，故俗称密闭式。9 第四节 铅酸蓄电池存在的问题及改进方向所谓铅酸蓄电池存在的问题不是指那些属本质性的问题，例如它的比能量较低，它不能象镉镍蓄电池那样做到真正的密封等等，而是它在使用中人们感觉到应该再提高性能、降低费用、增进便利等等，大致有下列一些1.在汽车蓄电池大多数是放在引擎旁边，引擎工作时的温度在提高，而新式轿车往往引擎舱很低，以增大驾驶者的视野，这样一来，自然通风就差一些，所以要求汽车蓄电池能适应 70℃的环境，也即是说耐热性应比现有型号高。2.现代汽车的电系统正向 36V 转变，蓄电池的工作方式也由主要是短时间的启动放电方面，有一定的深充电放电能力，也正由于有深充放，蓄电池工作时的温度也将比现有的高，再则由 12V 转向 36V 决不是把现有的 12V 蓄电池搬 3 个上去，而是要基本上保持原有的重量或略重一些，这就要求蓄电池性能大大高于现有的型号。3.固定型蓄电池原来为防酸型，使用寿命可达 10 年，现在全部改为阀控式，使用寿命远远不及，如何使之接近防酸式的寿命尚有待努力。再则固定型蓄电池的某些使用场合为太阳能贮能电站，风能电站均有所谓欠充状态下运行的情况，如何在蓄电池设计上适应欠充状态下运行目前仍是一个问题。 UPS 配套的铅蓄电池其工作情况日益需要高功率化，所以 UPS配套蓄电池的设计仍须改进。4.燃料电池技术用于电动车已趋成熟，但燃料电池瞬间大电流放电有困难，解决方案之一是车上配一组铅蓄电池专作起动用。混合型轿车即内燃机车与蓄电池并用，对于节省油料减少污染都有很大好处，这里的配套蓄电池一般认为以铅酸型为好，以上两种用途的铅酸蓄电池，尚有开发适用的型号。5.电动自行车是中国应用较其他国家为多的产品，其配套铅酸蓄电池已形成比固定型蓄电池更大的产业，但是这种蓄电池一直未经过很好的研发，故用户尚难满意，有待开发出新的更适用的型号。6.在富液式盛行的年代，深充放循环寿命实已不大成问题，牵引车蓄电池、矿灯蓄电池等深充放电超过 1,500 周并不困难，改用阀控式之后深充放循环寿命远非预计那样容易，在矿灯蓄电池上首先碰了钉子，原有型号矿灯蓄电池 100深度充放电循环的标准是 750 周，而实际往往 1,500 周，改成阀控式之后，很长一段时间超过不了 400 周，负荷平衡蓄电池考虑改用阀控式，也碰到寿命短的难题，在此，要求充放循环（ 80DOD ） ，超过 2,000 周。总之阀控式蓄电池的深充放寿命是一个待解决的问题。7.牵引用蓄电池比能量低于 30Wh/kg ，现在研制的管式极板用细管或用扁管已可能制成比能量为 35Wh/kg 的产品，现应推广，有待努力。以上只是列举目前大家感到需改进的一些问题，至于如何改进，有下列看法1、汽车蓄电池 它的产值占整个化学电源产值的三分之一，可见其份量了，现在已大量生产的氢镍蓄电池及锂离子电池无法取代它，主要是由于价格高以及低温性能不及，现在的看法是今后汽车仍将以铅酸蓄电池为唯一的配套产品， 并将由于汽车电系统由 12V 向 36V转变而大大增加需用量。至于目前，富液式免维护型是居统治地位的汽车蓄电池，其技术我们已全部掌握，我们的任务是提高生产效率，使其成为可以全面地与国际先进产品竞争的，在世界蓄电池市场占一定份额。我们还要做 3 件事1）推行拉网板栅及其后续工艺，这是为提高工效及节约原料必需的，如连续铸板成熟则亦可考虑采用。2）生极板固化周期很长，是生产瓶颈之一，国内已有几种固化，周期最短者只要一个半小时，宜总结推广。3）新的 36V 汽车蓄电池要求把更高的起动力与深充放循环能力结合在一起，还要求能耐较高温度及能在欠充电的条件下工作，所以是一种高性能产品，须有新的设计及更好的工艺控制， 国外大商家虽已推出几种 36V 蓄电池， 还是很初步的， 有待于我们自主地进行开发，10 以推广生产。2、固定型铅蓄电池 改进之目的为提高使用寿命以及适应欠充电状态的工作能力，建议改一部分胶体电解质，则上述问题均可以有一定程度的解决。我们想指出的是应保留用涂膏式极板，在基本上属浮充使用，并无用管式极板之必要，以免徒增成本，至于配制胶体可以两法并存，即气相氧化硅法与硅溶胶法并存，后者为双组份，易于灌注而成本也较低，国内新近提出来的，用锂水玻璃配制胶体亦可试用。固定型蓄电池不宜全部改为胶体式，这是由于成本将增加，而用户也并未都承认采用胶体蓄电池的好处，故只能逐步改一些。大部分固定型 蓄电池虽非胶体但仍有提高质量的空间。极群用打包机捆牢是提高质量的办法之一，但是采用此法的工厂均未在极群两边附以两块硬板，结果把极群捆成细腰形，我们认为要发挥捆扎的作用，两块硬板是不可少的。UPS 配套的蓄电池近年出现的新情况是停电时间往往极短，故蓄电池并不需要较大容量而要求大功率，而以往固定型蓄电池设计并不注重大功率应用，今后设计新型则必须注意这一点。3、牵引用铅蓄电池 以前主要指叉车，平板车，矿用牵引车等，近年来认为混合式电动车，苏北浙南的城乡结合部用的短途运输车都将大量采用这一类蓄电池，均为富液式，但比能量均低，国内外的经验指明，如果将现在常用的管式极板管径由 8～ 9.5mm 改为4.9mm，则比能量可以提高到 35Wh/kg ，国外发表的文献主张用扁管、扁铅芯，国内好经验则认为截面非正圆的管子，约束铅粉的能力不够，在充放电过程中有趋圆倾向，故不及用内径 4.9mm 的圆管，圆管与扁管扁铅芯比较， 缺点是活性物质与铅芯的接触面小一些， 但这是可以设法解决的。4、电动自行车用蓄电池 这种蓄电池发展很快，总产值已超过固定型蓄电池，但这一类产品在发展中技术投入少，为提高其耐用性及耐过充过放能力，亟宜作下列改进1） 胶体电解质虽已用于这一类蓄电池， 但仅仅是在原有 AGM 式结构注以胶体电解液。液量增加很少而灌注往往不够到位，结果蓄电池寿命稍有提高就出现热失控等反常现象（因为照理胶体电池不易失控） 。今后须重新设计整个蓄电池，使能达到胶体电池应有的水平即寿命较长较不易热失控，较能在欠充下工作。2） 圆柱形蓄电池可以采用很高的内压力及很大的极群组装压力， 故失水少不易出现早衰（ PCL） ，耐过充过放，特别应用于电动自行车用，宜大力开发，有人顾虑圆柱形蓄电池组装后体积较大，这是个缺点，但散热则较均匀。3）以往管式正极板太厚（ 9mm ） ，无法组成电动自行车蓄电池，今用内径 4.9mm 的正极板，已可以组装成十几安时的蓄电池了。4）以往为防止电动自行车蓄电池的早衰（ PCL）正板栅采用镉（ cd）合金，造成环境污染，所幸不少工厂已注意这一点而放弃了镉合金，并采取措施解决了早衰，事宜在全行业推广这种好的经验。5、通用性的改进1）现在的 VRLA 通常采用高锡低钙合金，尚有改进余地，例国外提出加少量的钡（ Ba）元素，国内有人试验在铅钙合金加混合稀土，取得较好耐用性，这是一种有中国特色的耐腐蚀铅合金，很宜继续做下去。2） 国内已有一些工厂采用压力固化仅需 90min， 近来又有一些工厂不用压力而用常压蒸也收到缩短固化时间的效果，均宜仔细研究，把缩短固化时间的工艺确定下来。3）负极膨胀剂国内通用腐殖酸、木素磺酸钠及栲胶，尚宜继续找更耐热耐氧化的有机膨胀剂。4）内化成的正板，管式极板，国外均在其中加红丹以促进化成，国内经验认为用二氧化铅比红丹有效，而用量可以减少五分之三，例如内化成如在阳膏中加 5PbO2，化成时间可以缩短 20，现在中南工大已开发出用电化学方法制造 PbO2 的方法，我们认为尚须做些工作，把制造工艺及 PbO2 规格确定下来。11 5）铅蓄电池重量比能量较低，但其体积比能量并不低，可以与氢镍蓄电池相等，这一特点未被重视，从这一特点出发，还可以开发铅蓄电池的新用途。6）充电机的改进 现在缺少系统地研究开发出来的快速充电机，市上虽有一些型号，一问设计依据仍是所谓马斯三定律。再则几十年来都认为恒压充电初始电流不能高于 0.4C，这一清规也仍固守，总之采用新技术思想的快速充电机尚有待认真开发，而现在的观点，认为VRLA 的循环充放寿命与充电制度关系极大。7）管式极板墩粉，近年人们对管式极板又产生了新的兴趣，怎样生产管式极板，早先按苏联资料设计的，以及后来引进的机械式墩粉机只需几分之一秒完成，噪声极低，此法在某些工厂行之已久，宜总结推广。8）富液式 AGM 早先由美国一家公司创制，但是并未推广，国内也有类似产品，究竟富液式 AGM 行不行得通，我们希望有一个完整的可行性研究。对 AGM 隔板国内做的研究还非常少，例如使之能抗御极群压力，能适应高速度生产要求的 AGM 本身强度。如何创制超薄型而又能防止穿透等等，都有待我们予以研发。