威扬蓄电池的极板常用添加剂及作用
来源:    发布时间: 2019-10-30 01:05   246 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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添加剂是威扬蓄电池的重要成分,对蓄电池的性能有着重要的影响,加入威扬蓄电池中的添加剂一般分为:极板添加剂和电解液添加剂,极板添加剂在和膏时加入,对负极板来讲,主要作用是抗收缩,又称为膨胀剂;对正极板来讲,主要增加极板的强度,防止软化、脱落和增加导电性等。电解液添加剂在电解液配制时加入,主要作用是增加电池的充放电性能和减缓板栅腐蚀等。本文主要谈论极板添加剂。

矩阵蓄电池的极板常用添加剂及作用


电池极板


// 2 常见添加剂 //


2.1 短纤维


2.1.1 种类和特性

短纤维根据使用材料不同,一般分为聚酯纤维(涤纶材料),PP纤维(丙纶材料)和聚丙烯腈纤维(腈纶材料),不同的材料具有不同的性质,对极板添加剂中使用的短纤维除纤维直径、长度外,在70℃酸中的耐酸性以及在酸中分散性(是否沉降)对极板的性能都有影响。


2.1.2 作用


正、负铅膏中都使用,其主要作用:增加活性物质的机械强度,防止脱落,从而提高循环性能,有些文献报道,少量添加时有利于H2SO4向电极内部扩散,可以提高正极板的孔率,提高初容量;但加入量多时初容量无利。


2.2 碳素材料


2.2.1 种类和特性


碳素材料有:乙炔黑(炭黑)、超导电炭黑、碳纤维、石墨。乙炔黑是一种纳米材料,具有高分散性,石墨具有层状结构,碳纤维直径为0.1—1.0μm,其电阻与PbO2基本相同。碳纤维的最大特点是纤维细长,加入铅膏不降低其表现密度,容易被氧化,化成时损失一半。


2.2.2 作用


这几种物质都能提高活性物质的利用率以及低温大电流放电性能,但各有特点:添加各向异性石墨,在正极化成时受到阳极氧化,硫酸浸入石墨的层与层之间,化成后,活性物质的毛细孔增加了,这种大孔径的微孔作用向极板内部供应电解液,从而提高活性物质的利用率。杨乘英等[2]研究发现:加入高纯石墨有以下作用:①提高电极的孔率和润湿性能,能提高正极活性物质的利用率和容量;②减少内阻,提高导电性;③加入石墨使正极的自放电增加,必须注意石墨中杂质的含量,以不同产地进行对比选择。张玉峰等[1]研究发现在正极板中加入—定量的碳纤维,活性物质利用率提高9 %,低温放电性能提高50 %,使用石墨可能导致过度膨胀,使活性物质脱落。朱松然[3]等研究发现在负极中增加碳的含量可以提高电池容量和充电接受能力,但会降低氢析出的过电位10~20mV。D.P. Poden[4]研究发现:炭黑的作用是在深放电时提高活性物质的导电性能,因深放电时,阻抗较高的硫酸铅浓度都高。但是Vind则认为,炭黑对容量几乎没有影响,只在低温时稍有作用,但是化成时,对极板有冲洗作用,也能减缓由于添加剂中的其他成分引起的最终充电电压过高现象,在化成或放电时充当导体,其使用量与木素差不多,没有人准备使用过量的炭黑。


现在威扬蓄电池生产厂使用较多的是炭黑,有的在正、负极板中都使用。

2.3 硫酸钡


2.3.1 种类和特性


用来作添加剂的硫酸钡有两种:一种是重晶石粉,它从溶液中沉淀出来,其颗粒直径为1 μm,—种是重晶石,圆形的精矿石,其颗粒直径为3~5μm,重晶石比重晶石粉的作用差许多。吴寿松先生[5]也提出使用沉淀法生产的BaSO4,国内有的厂家中称生产超细BaSO4;能过1 250目的分子筛。


硫酸钡具有与PbSO4相似的结构,硫酸钡在硫酸中难溶且电化学活性低,这些特性确保在负极板中保持化学性质稳定。


2.3.2 作用


硫酸钡的作用就是在电池放电时为PbSO4沉积提供晶核。加入惰性的硫酸钡可以提供很大的表面让PbSO4沉积,阻止形成不透水的钝化层,因而防止极板钝化。


D.P.Boden[4]认为硫酸钡的含量对电池的冷起动性能无关,因为在大电流放电和低温环境中,钝化并没有严重地局限电池的性能,离子迁移的速度才是最大的影响因素。但是Doug Lambert[7]则与D.P.Boden的认识相反,他认为BaSO4具有改进电池在低温环境下的高倍率性能。


几乎所有的蓄电池生产厂都在各种用途的铅膏中加入BaSO4。


2.4木素磺酸钠


2.4.1 种类和特性


木素根据下列进行分类


① 性化学基团(羟基、羧基、甲氧基)。


② 木素中有机S的含量。

③平均分子量的大小 低分子量(LW):15 000~30 000; 中分子量(N):30 000~50 000;高分子量(HW):50 000~80 000。