電解液添加劑及合金組分對鉛酸電池板柵電化學(xué)行為的影響.pdf

1、鉛酸蓄電池是重要的化學(xué)電源，在國民經(jīng)濟(jì)和人們的生活中有廣泛的應(yīng)用。近年來鉛酸蓄電池研究在各方面都取得了一定的進(jìn)展。其中電解液作為鉛蓄電池體系中正極與負(fù)極聯(lián)系的橋梁，不僅傳導(dǎo)電流，而且作為反應(yīng)物，參與電極反應(yīng)，對電池的性能有舉足輕重的影響。長期以來，國內(nèi)外對硫酸電解液中加入的某些添加劑對鉛蓄電池性能的影響進(jìn)行了頗多的研究。由于電解液添加劑的使用，具有不改變鉛蓄電池工業(yè)生產(chǎn)過程、附加成本低、效果好、便于推廣等優(yōu)點，因此，選擇合適的電解液添加

2、劑已成為提高鉛蓄電池的使用壽命，改善其深循環(huán)充放電性能的重要手段。
　　 本文運用循環(huán)伏安、線性電位掃描以及電化學(xué)阻抗譜等電化學(xué)技術(shù)，在H2SO4中添加不同濃度HNO3、Na2SO4溶液改變實驗體系的電解液組成，比較研究了電解液添加劑對鉛酸電池常用的板柵材料Pb及Pb-Ca、 Pb-Sb系列合金電極電化學(xué)行為的影響。
　　 通過添加不同的電解液添加劑，對合金電極的陽極氧化和陰極還原過程在析氫析氧過電位、耐腐蝕性等方面進(jìn)行

3、了對比研究，為提高鉛蓄電池體系的循環(huán)壽命和電容量，改善其深循環(huán)充放電性能提供了理論和實驗依據(jù)。
　　 主要工作如下:
　　 1.純Pb電極在添加HNO3、Na2SO4的H2SO4中的電化學(xué)反應(yīng)
　　 利用線性電位掃描(LSV)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)兩種電化學(xué)方法，比較Pb電極在3.5M H2SO4、3.5M H2SO4+0.05M HNO3和3.5M H2SO4+0.05M.Na2SO4溶液中的析氫析氧反應(yīng)和陽

4、極氧化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在H2SO4溶液中添加Na2SO4可以抑制Pb電極上H2和O2的析出，且低濃度的Na2SO4抑制作用更明顯，同時能抑制電極上高阻抗膜PbO的生成，還比較了Na2SO4+H2SO4溶液中Pb電極上氧化生成的PbO2膜受氧化時間、氧化電位和添加劑濃度的影響。
　　 2.Pb-Ca和Pb-Sb電極在添加HNO3、Na2SO4的H2SO4中的氧化還原行為
　　 通過研究不同添加劑溶液中Pb-Ca、 Pb-Sb電極

5、的氧化還原過程以及析氫、析氧反應(yīng)的變化，發(fā)現(xiàn)高濃度的HNO3和低濃度的Na2SO4添加劑抑制了Pb-Ca電極上的PbO2膜的形成。并且Pb-Sb電極在兩種溶液中的析氫析氧反應(yīng)受到比較明顯的抑制作用，對鉛酸蓄電池的免維護(hù)性能起到了積極作用。
　　 3.Pb-Ca系列合金電極在0.05M Na2SO4+3.5M H2SO4溶液中的腐蝕行為對Pb-Ca、Pb-Ca-Sn和Pb-Ca-Sn-Al電極反應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)相同條件下，Pb-Ca

6、上的析氫電流最小，對電池的免維護(hù)性能起到了積極的作用。另一方面，研究發(fā)現(xiàn)Pb-Ca-Sn合金有利于疏松PbSO4的生成，Pb-Ca-Sn-Al電極上生成的PbSO4膜則相對致密，而Pb-Ca上的PbO膜電阻最大。
　　 4.Pb-Sb系列合金電極在0.05M Na2SO4+3.5M H2SO4溶液中的陽極極化行為
　　 在0.05M Na2SO4+3.5M H2SO4溶液中，對Pb-Sb和Pb-Sb-Sn兩種電極的研究發(fā)