電解質(zhì)添加劑氣相二氧化硅對(duì)動(dòng)力鉛酸蓄電池性能影響研究.pdf

1、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(duì)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SiO2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SiO2作為

2、添加劑會(huì)對(duì)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SiO2添加量、氣相SiO2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SiO2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SiO2添加量的電解質(zhì)體系中離子擴(kuò)散傳輸

3、的能力變化關(guān)系，得出氣相SiO2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SiO2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SiO2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±5kPa范圍內(nèi)，動(dòng)力鉛酸蓄電池的循環(huán)

4、性能相對(duì)于成熟工藝生產(chǎn)出的未添加氣相SiO2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(píng)價(jià)氣相SiO2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SiO2后的SEM圖像，可以看出：氣相SiO2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SiO2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