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文檔簡介
1、傳統(tǒng)鉛粉一般是由火法冶煉的鉛錠經(jīng)加熱氧化制備而成。本課題組開發(fā)了一條低污染新工藝,即由有機酸濕法處理廢鉛膏直接制備新型鉛粉,評價該新型鉛粉作為電池電極活性材料及其電化學(xué)性能十分必要。為此,本論文采用乙酸-檸檬酸鈉濕法浸出工藝處理廢鉛膏,得到柱狀檸檬酸鉛前軀體Pb3(C6H5O7)2·3H2O,重點考察了五種不同焙燒溫度(350℃、375℃、400℃、425℃、450℃)對焙燒產(chǎn)物新型鉛粉性能的影響。
1、焙燒溫度對新型鉛粉基本
2、物理化學(xué)性能影響規(guī)律研究
新型鉛粉粒度小,主要由200~500nm的小顆粒組成,主要晶型包括β-PbO、α-PbO及Pb。隨著焙燒溫度不同,其產(chǎn)物新型鉛粉表現(xiàn)的特性也不同。研究結(jié)果表明,350℃和375℃的焙燒產(chǎn)物鉛粉以多孔柱狀結(jié)構(gòu)為主,結(jié)構(gòu)相對疏松;當(dāng)焙燒溫度高于400℃時,小顆粒團聚現(xiàn)象逐漸明顯。隨著焙燒溫度的升高,新型鉛粉的視密度增加,氧化度降低,吸水值和吸酸值呈下降趨勢。新型鉛粉的氧化度和吸酸值與傳統(tǒng)鉛粉較為相近,不過
3、375℃鉛粉因比表面積大,視密度遠低于傳統(tǒng)鉛粉,約1.51g·cm-3,吸水值遠高于傳統(tǒng)鉛粉,約240ml·kg-1。循環(huán)伏安測試結(jié)果顯示,多孔疏松的375℃鉛粉表現(xiàn)出較高的活性物質(zhì)利用率和較優(yōu)的初始容量。
2、新型鉛粉制備電池的工藝優(yōu)化及反應(yīng)機理研究
采用自制新型鉛粉制作電池,和膏時加酸量為45g/kg,采用高溫、高濕(80℃、97RH%)固化24h,降溫、降濕時間22h,生極板浸酸2h后采用分段恒流充電方式進行外
4、化成。固化時,80℃高溫有利于生極板中4BS的生成,延長降溫降濕過程的時間有利于極板中游離鉛的氧化。浸酸過程中,PbSO4顆粒沿著3BS/4BS的形貌生長,隨著酸浸時間的延長,極板表面會呈現(xiàn)出先變疏松后致密的規(guī)律。
3、焙燒溫度對新型鉛粉自制電池性能的影響研究
新型鉛粉自制電池的初始性能優(yōu)異,大電流放電性能好,但循環(huán)性能有待提高。其20h率放電容量在2.6A·h以上,1C放電時間超過40min,優(yōu)于傳統(tǒng)鉛粉。375℃
5、鉛粉自制電池濃差極化弱,電化學(xué)阻抗小。375℃以上,隨鉛粉制備溫度的升高,電池的初始性能基本呈遞減趨勢。當(dāng)焙燒溫度高于400℃時,小顆粒團聚形成較大顆粒,有利于形成致密的極板結(jié)構(gòu),表現(xiàn)較好的循環(huán)性能。450℃鉛粉自制電池經(jīng)過40次循環(huán)后容量保持率在70%以上,基本可滿足使用要求。
本論文開展的研究初步探明了新型鉛粉的電化學(xué)性能及其在電池制作和循環(huán)過程中的反應(yīng)機理,為濕法新工藝回收的新型鉛粉的應(yīng)用提供了依據(jù),從而為廢鉛酸蓄電池清
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