本文關(guān)鍵詞：正極添加劑對閥控密封鉛酸蓄電池電化學性能的影響　出處：《安徽工業(yè)大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鉛酸蓄電池被認為是最有前途的車載電源之一,但是正極板容量較低且易軟化脫落限制了鉛酸蓄電池的發(fā)展。本文從正極板柵和正極添加劑入手,以期提高蓄電池放電容量和循環(huán)壽命等電化學性能。本文通過放電性能測試、循環(huán)壽命測試、循環(huán)伏安測試、電化學阻抗測試、塔菲爾曲線測試、X射線衍射儀測試、掃描電鏡測試等研究了不同制造工藝對正極板柵電化學性能的影響、不同掃描速度和溫度下正極板柵的電化學行為以及碳纖維、亞氧化鈦和二氧化硅三種正極添加劑對鉛酸蓄電池性能的影響。研究結(jié)果表明:520℃爐溫、540℃勺溫和90℃時效工藝正極板柵更適用于鉛酸蓄電池。此工藝正極板柵析氧量較少,Pb在電解液中溶解量較少,蓄電池的深循環(huán)性能較好,早期容量衰減也相對較少,并且板柵耐腐蝕性能和導電性能均衡。同時爐溫、勺溫與時效溫度這三者之間存在制約,共同影響板柵性能。另外,板柵各性能之間可能有所對立,板柵工藝需要權(quán)衡和兼顧多個方面。正極板柵在高溫狀態(tài)下工作時,析氫量與析氧量均增加,板柵腐蝕速率加快,蓄電池充放電性能提高,容量也增加。碳纖維正極添加劑可以提高蓄電池容量和循環(huán)壽命,比表面積較大則效果更好,并且最佳添加量為0.5‰。碳纖維能夠細化活性物質(zhì)顆粒,作用亦比較穩(wěn)定。少量碳纖維在活性物質(zhì)中形成的導電網(wǎng)絡(luò),能夠使電流分布更為均勻,提高極板化成效率和蓄電池放電性能,還可以增強活性物質(zhì)機械強度,延緩其軟化脫落,提高蓄電池的循環(huán)性能。此外添加少量碳纖維還能夠減少蓄電池的析氫量和析氧量。亞氧化鈦正極添加劑可以提高蓄電池放電容量,高倍率放電時亞氧化鈦效果更明顯,當添加量為5‰時蓄電池容量提高最多,比未添加亞氧化鈦的蓄電池容量可提高13%左右。亞氧化鈦能夠提高正極生板中PbO的含量,細化極板顆粒,并使顆粒大小更為均勻。SiO2正極添加劑可以提高蓄電池放電容量。常溫下SiO2添加量為3‰時蓄電池放電容量提高最多,在3C倍率放電時容量可提高約7.5%。在低溫時,SiO2添加量為5‰對蓄電池容量最有利,比未添加SiO2的試驗電池可提高約12%。二者不一致的原因應(yīng)是蓄電池高倍率放電和低溫放電機理有所不同。SiO2添加量分別為3‰和5‰的正極生板PbO含量約高達40%,并且極板顆粒松緊程度適宜,既利于電極反應(yīng)進行又維持了顆粒間的結(jié)合力。
[Abstract]:The lead-acid battery is considered to be one of the most promising vehicle power supply, but the positive plate of low capacity and easy softening and shedding limits the development of lead-acid battery. The positive grid and cathode additives to start, in order to improve the battery discharge capacity and cycle life of the discharge. The electrochemical performance test, cycle life test. Cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, Tafel curve test, the test of X ray diffraction, scanning electron microscopy to study the influence of different processes on the electrochemical performance of anode grid, the electrochemical behavior of anode grid and carbon fibers with different scanning speed and temperature effect of titanium suboxide silica and three kinds of positive additives on performance of lead-acid the battery. The results show that: 520 DEG C temperature 540 C, 90 C the mild aging process of positive plate is more suitable for the process of lead-acid battery. Positive grid of less oxygen, less the amount of Pb dissolved in the electrolyte, the battery deep cycling performance is better, PCL is relatively small, and the grid corrosion resistance and conductivity of equilibrium. At the same time there are constraints between the temperature, temperature and aging temperature of the three, together with the influence of grid performance. In addition, there may be conflict between grid performance, grid technology and many aspects need to weigh both. Positive grid work in the condition of high temperature, hydrogen and oxygen evolution rate increased, grid corrosion speed, improve the battery charge and discharge performance, the capacity is increased. The positive additive of carbon fiber can improve the battery capacity and cycle life, better than the large surface area of effect, and the optimum dosage was 0.5 per thousand. Carbon fiber can refine the active material particles, were relatively stable. A small amount of carbon fiber conductive network formed in the active material That can make the current distribution is more uniform, improving plateformation efficiency and battery discharge performance, but also can enhance the mechanical strength of active substances, delay the softening and shedding of battery, improve cycling performance. In addition to add a small amount of carbon fiber can also reduce the amount of hydrogen battery and oxygen. The positive additive can improve the battery discharge capacity of titanium suboxide. The high rate discharge when the titanium suboxide effect is more obvious, when the adding amount was 5 per 1000 battery capacity up, than the battery capacity without adding titanium suboxide can increase about 13%. The content of titanium suboxide can high polar plate PbO, refining plate particles, and the particle size is more uniform.SiO2 cathode additives can improve the battery discharge capacity at room temperature. The amount of SiO2 is 3 when battery discharge capacity of up to 3C, the discharge capacity can be increased by about 7.5%. at low temperature, S The dosage of iO2 was 5 per thousand in the most favorable to the battery capacity than the test battery without the addition of SiO2 can be increased by about 12%. two is not the same reason should be the battery discharge and discharge mechanism of different amount of.SiO2 were positive in 3 per thousand and 5 per thousand students in PbO were around 40%, and the elastic plate particles the suitable degree, is conducive to the electrode reaction and maintain the binding force between particles.

【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM912

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本文編號：1401193