本文關(guān)鍵詞：廢鉛酸蓄電池回收碳酸鉛熱分解制備氧化鉛及其電化學(xué)性能研究

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【摘要】：隨著鉛酸蓄電池廣泛化應(yīng)用以及全球鉛資源的日益減少,鉛酸電池的回收利用已經(jīng)是鉛酸電池行業(yè)發(fā)展必不可少的環(huán)節(jié)。如何成功的將回收鉛應(yīng)用于電池的制備已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重點(diǎn),本課題作為新型原子經(jīng)濟(jì)法回收廢鉛酸蓄電池工藝的支撐課題,將從工業(yè)化應(yīng)用的角度為鉛回收技術(shù)的應(yīng)用提供技術(shù)支持。本課題主要研究由新型原子經(jīng)濟(jì)法回收廢舊鉛酸蓄電池工藝得到的中間產(chǎn)物碳酸鉛制備不同晶型的氧化鉛鉛粉、鉛粉的電化學(xué)性能及其工業(yè)應(yīng)用的價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容如下：本文首先研究了碳酸鉛在空氣和氬氣氣氛下的熱分解過(guò)程,并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)空氣氣氛下550℃焙燒可以得到99.18%的p-PbO鉛粉,在氬氣氣氛下450℃焙燒得到含量約99.75%的α-PbO鉛粉。經(jīng)過(guò)粉碎的鉛粉平均粒徑為2μm,視密度在0.9-1.1 g·cm-3。隨后對(duì)p-PbO鉛粉在鉛酸電池正極和負(fù)極應(yīng)用展開(kāi)研究。主要對(duì)正、負(fù)極合膏的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化；低溫固化時(shí)主要生成3BS,高溫固化時(shí)則生成了3BS和4BS；負(fù)極極板固化時(shí)主要生成3BS。通過(guò)電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn),在正極上,p-PbO鉛粉的可逆性較差,極化略大,電池初始放電容量?jī)H為11 Ah,高倍率放電時(shí)間22.5 min,低溫放電容量8.23 Ah,充電接受能力達(dá)到1.914,均低于國(guó)標(biāo)要求,電池循環(huán)壽命也衰減嚴(yán)重,說(shuō)明p-PbO鉛粉在電池正極上應(yīng)用性差。對(duì)于p-PbO鉛粉在電池負(fù)極上應(yīng)用,通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),電池初始容量可達(dá)到12 Ah,高倍率放電時(shí)間26.35 min,低溫放電容量為9.76 Ah,100次充放電循環(huán)后放電容量仍能維持在12 Ah,循環(huán)壽命良好。說(shuō)明p-PbO鉛粉適用于電池負(fù)極。在此基礎(chǔ)上,本論文研究了a-PbO鉛粉的正極應(yīng)用。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),a-PbO鉛粉在正極上的性質(zhì)穩(wěn)定,可逆性好,極化低,電池初始放電容量可達(dá)13 Ah,高倍率放電時(shí)間26.7 min,低溫放電容量9.5 Ah,充電接受能力達(dá)到3.8,均能滿(mǎn)足電池正極需求。說(shuō)明a-PbO鉛粉能滿(mǎn)足電池正極的性能需求。本文是新型原子經(jīng)濟(jì)法回收廢舊鉛酸蓄電池工藝中的鉛粉制備與應(yīng)用的基礎(chǔ)研究,探究不同晶型氧化鉛鉛粉的制備及其電化學(xué)性能,并為循環(huán)鉛粉的工業(yè)化應(yīng)用做初步探索,為該項(xiàng)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)研究。
【關(guān)鍵詞】：鉛酸蓄電池 碳酸鉛 α-PbO β-PbO
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-16
• 第一章 緒論16-28
• 1.1 引言16-17
• 1.2 鉛酸蓄電池概述17-21
• 1.2.1 鉛酸蓄電池的歷史及發(fā)展17-18
• 1.2.2 鉛酸蓄電池的分類(lèi)18-19
• 1.2.3 鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)19-20
• 1.2.4 鉛酸蓄電池的工作原理20-21
• 1.3 球磨氧化鉛粉工藝及其電池制作21-24
• 1.4 其他鉛粉在鉛酸電池中的應(yīng)用24-26
• 1.4.1 巴頓粉24-25
• 1.4.2 碳酸鉛25
• 1.4.3 其他新型鉛粉25-26
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)26-28
• 第二章 碳酸鉛熱分解制備不同晶型氧化鉛工藝的研究28-44
• 2.1 引言28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)藥品28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)儀器28-29
• 2.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法29-30
• 2.5 結(jié)果與討論30-42
• 2.5.1 碳酸鉛原料的組成及其結(jié)構(gòu)表征30-31
• 2.5.2 碳酸鉛的熱分解31-34
• 2.5.3 β-PbO的制備34-38
• 2.5.4 α-PbO的制備38-42
• 2.6 本章小結(jié)42-44
• 第三章 β-PbO用于鉛酸蓄電池電池正負(fù)極的研究44-72
• 3.1 引言44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)藥品44-45
• 3.3 實(shí)驗(yàn)儀器45
• 3.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法45-49
• 3.4.1 鉛粉理化性質(zhì)表征方法45-46
• 3.4.2 電池制作方法46-48
• 3.4.3 電池性能測(cè)試方法48
• 3.4.4 其他分析測(cè)試方法48-49
• 3.5 β-PbO用于鉛酸蓄電池電池正負(fù)極的研究49-60
• 3.5.1 β-PbO鉛粉的表征50-52
• 3.5.2 β-PbO鉛粉在正極的制備過(guò)程52-57
• 3.5.2.1 正極合膏的理論計(jì)算52-53
• 3.5.2.2 合膏53
• 3.5.2.3 低溫固化和高溫固化53-57
• 3.5.3 β-PbO鉛粉的負(fù)極制備過(guò)程57-60
• 3.5.3.1 β-PbO鉛粉在負(fù)極應(yīng)用的理論計(jì)算57
• 3.5.3.2 負(fù)極合膏57-58
• 3.5.3.3 負(fù)極涂板與低溫固化58-60
• 3.6 結(jié)果與討論60-70
• 3.6.1 β-PbO在電池正極應(yīng)用的電化學(xué)性能60-66
• 3.6.1.1 循環(huán)伏安測(cè)試60-61
• 3.6.1.2 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試61-62
• 3.6.1.3 β-PbO鉛粉應(yīng)用于正極的電池性能62-66
• 3.6.2 β-PbO在電池負(fù)極應(yīng)用的電化學(xué)性能66-70
• 3.6.2.1 循環(huán)伏安測(cè)試66
• 3.6.2.2 交流阻抗測(cè)試66-67
• 3.6.2.3 β-PbO鉛粉應(yīng)用于負(fù)極的電池性能67-70
• 3.7 本章小結(jié)70-72
• 第四章 α-PbO用于鉛酸蓄電池正極的研究72-90
• 4.1 引言72
• 4.2 實(shí)驗(yàn)藥品72-73
• 4.3 實(shí)驗(yàn)儀器73
• 4.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法73-77
• 4.4.1 鉛粉理化性質(zhì)表征方法73-74
• 4.4.2 電池制作方法74-76
• 4.4.3 電池性能測(cè)試方法76
• 4.4.4 其他分析測(cè)試方法76-77
• 4.5 α-PbO用于鉛酸蓄電池電池正極的研究77-82
• 4.5.1 鉛粉的表征78-80
• 4.5.2 α-PbO正極的合膏與固化80-82
• 4.6 結(jié)果與討論82-87
• 4.6.1 循環(huán)伏安測(cè)試82-83
• 4.6.2 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試83-84
• 4.6.3 α-PbO鉛粉做正極的電池性能84-87
• 4.7 本章小結(jié)87-90
• 第五章 總結(jié)90-92
• 5.1 結(jié)論90-91
• 5.2 建議與展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 致謝96-98
• 研究成果及發(fā)表論文98-100
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介100-101
• 附件101-102

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：650250