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铅酸蓄电池正极性能提高的研究

沈左松

  铅酸蓄电池自应用至今已经有150年的历史,但它的一些独特的优点使其一直以来在蓄电池工业中都无法被替代。近几年来,随着电动汽车的发展,铅酸电池的研究又兴起了一个新的高潮,所以就目前的形势而言研究铅酸电池是很有现实意义的。虽然铅酸电池的技术已经比较成熟,但普遍存在活性物质利用率比较低的问题,特别是正极活性物质的利用率更是不理想,正极的性能决定着整个电池的性能。在实验中我们力图想通过添加剂的研究和板栅的研究找出提高正极性能的办法。我们通过恒电流充放电、交流阻抗和循环伏安等实验方法和测试手段对铅酸电池的正极活性物质和板栅进行了一系列的研究。通过实验我们发现,碳纤维作为铅酸电池的正极活性物质添加剂能提高铅酸电池正极的性能,并且对电池正极板的寿命有一定的好处,当碳纤维在正极活性物质中的含量为0.2~0.3%能得到最理想的效果,这个时候能在各种不同的放电电流下提高正极活性物质的利用率5%左右,并且能够使极板的电化学阻抗降低。碳纤维和硫酸钠作为正极活性物质的复合添加剂比单独添加碳纤维的效果更好,碳纤维的含量为0.2%而硫酸钠的含量在2%左右的时候效果最佳,这种情况下在各种不同放电电流下能提正极高活性物质利用率4~7%。而硫酸钙单独作为正极活性物质的添加剂对电池的性能有负面的影响。在实验中我们试图通过铸造法、电镀法和还原法等一系列的实验办法制作泡沫铅板栅,由于实验条件的限制,没能够成功制得泡沫铅,而在使用铜拉网作为正极板栅的时候,能够使电池的正极活性物质利用率有提高,但由于实验时候的失误,没能够使用相同的放电电流密度进行放电,我们无法利用实验数据比较出具体能提高的数字。我们通过手工制作了三维导电体板栅,并成功的应用于电池的正极作为正极的板栅,这种三维导电体板栅能够在各种不同的放电电流密度下提高正极活性物质利用率7~9%,能够使电池正极板的电化学阻抗降低到普通板栅的1/10左右,使正极板的极哈尔滨j_程大学硕十学位论文限反应电流密度略有所提高,但是这种板栅的耐腐蚀性能很不理想,使得所制作电池的寿命很短。如果能够使用合适的耐腐蚀合金来制作这种板栅,并能够应用于铅酸电池的正极的话,将会得到非常理想的效果。……   
[关键词]:铅酸蓄电池;正极活性物质;正极活性物质添加剂;板栅;三维导电体板栅
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工程大学2003年