一种双极性铅蓄电池结构设计方案探讨

刘焯，方明学，欧阳万忠，王超，刘红杰，樊靖园，汤序锋，刘克宇，袁关锐，张涛

（天能电池集团股份有限公司，浙江 长兴 313100）

0 引言

铅蓄电池自 1859 年问世以来，无论是在理论研究上，还是在产品设计、种类、性能等方面都得到了长足的发展，在经济社会中发挥着极其重要的作用。2019 年中国铅蓄电池产量约为 202.49 GW·h，市场体量巨大[1]。但是，随着国家能源战略结构调整，以及锂电、镍氢等电池由于技术成熟而降低成本和规模化应用，铅蓄电池市场规模及年复合增长趋势明显减缓。行业内局部的改良无法使产品获得革命性的突破，因此使用新技术、新材料提升铅蓄电池性价比迫在眉睫。双极性电池作为铅蓄电池发展的一个方向，多年来产品落地困难，产业化步伐缓慢[2]。本文中，笔者将从另外一种产品模式来探讨双极性产品的可行性。

1 双极性电池的种类及特点

目前行业内的双极性电池有两种实现形式：

第一类双极性电池以美国爱达荷大学的 D.B.Edwards 开发的涂膏式水平铅酸电池方案为代表（参见图 1）。电池基板的一侧涂正极活性物质，另一侧涂负极活性物质，组成一块双极性电极。相邻双极性电极的相反极性之间用传统隔板隔开，这样就组成一个单体。在电化学反应的过程中，电流通过基板而不需要通过汇流排或者跨桥极柱[3]。

图1 双极性电池结构示意简图

第二类水平双极性电池以 Electrosource Inc.公司的产品方案为代表（参见图 2）。采用冷挤压方法，将铅合金包覆在玻璃纤维表面，制成铅丝后织网，制成铅布板栅。……