【摘要】：目前,工業(yè)上生產(chǎn)鉛酸電池時,使用含有15%左右金屬鉛的PbO做原料。為了使其中的游離鉛全部氧化,極板需要在70?C下固化48 h,既耗能又耗時,還占據(jù)了大量的廠房空間,升高了鉛酸電池的制造成本。研究發(fā)現(xiàn),所制造的負(fù)極板在固化過程中會產(chǎn)生三堿基硫酸鉛(3BS)。如果能化學(xué)合成3BS,并直接用作電池活性材料,就有可能降低成本,并提高極板的一致性。因此,本論文研究了3BS的合成及其作為鉛酸電池正、負(fù)極活性物質(zhì)的電化學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn),使用PbO和H_2SO_4在30?C下反應(yīng)4 h可以容易地得到3BS。SEM顯示,3BS粉末是一些長4~8μm,寬1~3μm,厚0.1~0.2μm的片狀結(jié)晶。作為鉛酸電池負(fù)極活性材料時,與β-PbO、α-PbO制成的電極和工業(yè)負(fù)極相比,直接使用3BS作為負(fù)極活性材料的電極化成后形成的泡沫鉛具有均勻致密的多孔結(jié)構(gòu)。在放電電流密度為120 mA·g~(-1),放電深度(DOD)為100%的條件下,3BS電極在第10個循環(huán)的放電容量即達(dá)到91 mAh·g~(-1)并可穩(wěn)定地維持到100循環(huán)以上。工業(yè)負(fù)極100個循環(huán)后穩(wěn)定在70 mAh·g~(-1)左右,α-PbO和β-PbO制成的電極100個循環(huán)后放電容量為60和52 mAh·g~(-1),并仍有下降趨勢。3BS電極是四種電極中最好的。3BS電極省去固化步驟后120 mA·g~(-1)電流密度下放電比容量仍然在90 mAh·g~(-1)左右,6 h的干燥時間也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)48 h。3BS用作鉛酸電池正極活性物質(zhì)時,在放電電流密度為100 mA·g~(-1),放電深度(DOD)為100%的條件下,電極在第4個循環(huán)的放電容量即達(dá)到90 mAh·g~(-1)并可穩(wěn)定地維持到100循環(huán)以上。向3BS中分別加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%、10%、20%、30%、40%和50%的四堿基硫酸鉛(4BS),在放電電流密度為100 mA·g~(-1),放電深度(DOD)為100%的條件下放電容量為80~90 mAh·g~(-1)。3BS固化24 h和沒有固化的放電循環(huán)都很穩(wěn)定,從第4個循環(huán)開始到第100個循環(huán)一直穩(wěn)定在90 mAh·g~(-1)左右,兩者不同放電制度下的倍率循環(huán)也很接近,可以省去固化步驟。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM912;TB34
【圖文】：

負(fù)極的硫酸鹽化會大大地減輕，從而在很大程度上提高電池的，與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，鉛炭電池有著充電快、放電功率高、比高等優(yōu)點，在新能源儲能領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿�。電池的結(jié)構(gòu)與原理封鉛酸電池（valve-regulated lead-acid battery，VRLA）的正負(fù)板柵上而形成的，電池的正負(fù)極板之間用 AGM 隔膜分隔開來焊接到相應(yīng)的匯流排后通過極柱將電池電流與外部連接。電池當(dāng)電池內(nèi)部壓力大于臨界值，電池蓋上的閥門會打開，釋放電持電池內(nèi)部的壓力平衡，避免了電池的鼓脹和爆炸。卷式電池電池等鉛酸電池雖然結(jié)構(gòu)與 VRLA 略有不同，但基本反應(yīng)原理

圖 2-1 不同反應(yīng)溫度反應(yīng) 4 h（a）和 30 C 不同反應(yīng)時間（b）下合成樣品的 XRD 譜圖圖 2-2 30 C 下反應(yīng) 4 h 合成樣品的 SEM 圖圖 2-2 為硫酸鉛與氧化鉛在 30 C 下反應(yīng) 4 h 合成 3BS 的 SEM 圖譜，從中

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2737795