發(fā)布時(shí)間：2017-09-03 15:32

  本文關(guān)鍵詞：電解質(zhì)添加劑氣相二氧化硅對動(dòng)力鉛酸蓄電池性能影響研究

  更多相關(guān)文章： 氣相SiO_2 添加劑 粘度 AGM隔板 正交實(shí)驗(yàn)

【摘要】：動(dòng)力鉛酸蓄電池需要具備高功率特性和深循環(huán)性能,因此作為免維護(hù)的閥控動(dòng)力鉛酸蓄電池用隔板材料都使用的是低內(nèi)阻玻璃纖維棉(AGM)隔板,但是AGM隔板因其材料本身的局限性對電解質(zhì)中硫酸的固定能力有限。AGM隔板中硫酸分層現(xiàn)象引發(fā)或加劇活性物質(zhì)利用率分布不均,負(fù)極上部硫酸鹽化,正極下部活性物質(zhì)軟化,甚至板柵腐蝕斷裂等一系列動(dòng)力鉛酸蓄電池失效模式。氣相SiO_2是一種既能在硫酸介質(zhì)中穩(wěn)定存在,又具有觸變凝膠特性的物質(zhì)。在電解質(zhì)中將氣相SiO_2作為添加劑會對動(dòng)力鉛酸蓄電池性能起到改善效果。通過電解質(zhì)粘度指標(biāo)的變化研究了添加完全分散到電解質(zhì)中的工藝條件,分別研究了電解質(zhì)粘度隨氣相SiO_2添加量、氣相SiO_2完全分散后靜置時(shí)間、溫度條件的變化關(guān)系,根據(jù)研究結(jié)果制定了特定硫酸含量,固定氣相SiO_2添加量的條件下將電解質(zhì)粘度降低至最小的工藝條件:5~10℃條件下分散后立即灌注。利用循環(huán)伏安掃描實(shí)驗(yàn)和電導(dǎo)率測試方法研究不同氣相SiO_2添加量的電解質(zhì)體系中離子擴(kuò)散傳輸?shù)哪芰ψ兓P(guān)系,得出氣相SiO_2添加量在低于6wt%的條件下,電解質(zhì)離子擴(kuò)散能力隨氣相SiO_2添加量的增加而提升。在前面實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)改變隔板不同的最大孔徑參數(shù)和設(shè)計(jì)電池不同的裝配壓力條件,通過正交實(shí)驗(yàn),測試不同實(shí)驗(yàn)條件下樣品電池的初容量和循環(huán)壽命,優(yōu)選出當(dāng)電解質(zhì)中氣相SiO_2添加濃度為2.0wt%時(shí),配套選用的AGM隔板最大孔徑是19±1μm范圍內(nèi),設(shè)計(jì)的電池干態(tài)裝配壓力在60±5k Pa范圍內(nèi),動(dòng)力鉛酸蓄電池的循環(huán)性能相對于成熟工藝生產(chǎn)出的未添加氣相SiO_2電池提升了54%,初容量性能下降了1%。為了便于控制連續(xù)生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量,制定了評價(jià)氣相SiO_2分散到AGM隔板中的均勻性檢測方法和檢測標(biāo)準(zhǔn)。通過隔板和正負(fù)活性物質(zhì)粘附了氣相SiO_2后的SEM圖像,可以看出:氣相SiO_2吸附固定在玻璃絲表面,在硅羥基的作用下降低了硫酸分層現(xiàn)象;氣相SiO_2吸附在負(fù)極活性物質(zhì)表面,能避免大顆粒的硫酸鹽產(chǎn)生;氣相SiO2凝膠結(jié)構(gòu)支撐正極活性物質(zhì),減緩正極活性物質(zhì)的軟化和脫落。
【關(guān)鍵詞】：氣相SiO_2 添加劑 粘度 AGM隔板 正交實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-12
• 1.2 鉛酸蓄電池簡介12-15
• 1.2.1 鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)12-14
• 1.2.2 鉛酸蓄電池的原理14-15
• 1.3 鉛酸蓄電池電解質(zhì)添加劑的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國外對電解質(zhì)添加劑的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.2 國內(nèi)對電解質(zhì)添加劑的研究現(xiàn)狀17
• 1.4 對氣相二氧化硅的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法21-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備21-22
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)22-25
• 2.3.1 硫酸中添加氣相二氧化硅對粘度的影響22
• 2.3.2 硫酸中添加氣相SiO_2對電解質(zhì)電化學(xué)性能的影響22-23
• 2.3.3 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)選添加劑合適的添加量23-24
• 2.3.4 探討添加氣相SiO_2對動(dòng)力鉛酸蓄電池的作用機(jī)理24-25
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法25-35
• 2.4.1 氣相SiO_2添加方法25-26
• 2.4.2 電解質(zhì)粘度的測試方法26-29
• 2.4.3 電解質(zhì)的電化學(xué)性能實(shí)驗(yàn)29-30
• 2.4.4 實(shí)驗(yàn)電池優(yōu)選氣相SiO_2添加量30-34
• 2.4.5 氣相SiO_2在電池中SEM掃描34-35
• 第3章 電解質(zhì)性能數(shù)據(jù)分析35-49
• 3.1 添加氣相SIO2對粘度的影響35-43
• 3.1.1 氣相SiO_2完全分散的條件35-39
• 3.1.2 氣相SiO_2添加量與粘度變化關(guān)系39-41
• 3.1.3 剪切分散后靜置時(shí)間與粘度變化關(guān)系41-42
• 3.1.4 溫度與粘度變化關(guān)系42-43
• 3.2 氣相SIO2對電解質(zhì)傳輸性能的影響43-47
• 3.2.1 氣相SiO_2與電導(dǎo)率變化關(guān)系43-45
• 3.2.2 添加氣相SiO_2后電解質(zhì)的循環(huán)伏安掃描45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第4章 實(shí)驗(yàn)電池性能數(shù)據(jù)分析49-62
• 4.1 樣品電池容量及壽命49-56
• 4.1.1 樣品加工過程關(guān)鍵數(shù)據(jù)49-51
• 4.1.2 容量測試結(jié)果51-52
• 4.1.3 電池循環(huán)壽命測試結(jié)果52-54
• 4.1.4 實(shí)驗(yàn)電池性能數(shù)據(jù)分析54-56
• 4.2 電解質(zhì)在隔板中分布均勻性檢測56-59
• 4.3 氣相SiO_2在電池中形態(tài)分析59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果68-70
• 致謝70-71
• 個(gè)人簡歷71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 汪海杰;;AGM隔板的發(fā)展與未來[J];玻璃纖維;2011年03期

2 錢學(xué)樓;錢學(xué)海;錢進(jìn);;氣相二氧化硅和硅溶膠的性能比較[J];電動(dòng)自行車;2010年03期

3 李穎;高鳳英;;我國氣相法二氧化硅的生產(chǎn)狀況及其應(yīng)用[J];氯堿工業(yè);2009年07期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張波;鉛酸電池失效模式與修復(fù)的電化學(xué)研究[D];華東理工大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳巍;電動(dòng)車用膠體電解液式鉛酸蓄電池研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

2 吳非;膠體鉛蓄電池的研制與性能優(yōu)化[D];揚(yáng)州大學(xué);2011年

，

本文編號：785859