電解液添加劑及合金組分對鉛酸電池板柵電化學行為的影響.pdf

1、鉛酸蓄電池是重要的化學電源，在國民經濟和人們的生活中有廣泛的應用。近年來鉛酸蓄電池研究在各方面都取得了一定的進展。其中電解液作為鉛蓄電池體系中正極與負極聯系的橋梁，不僅傳導電流，而且作為反應物，參與電極反應，對電池的性能有舉足輕重的影響。長期以來，國內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生產過程、附加成本低、效果好、便于推廣等優點，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，改善其深循環充放電性能的重要手段。
　　 本文運用循環伏安、線性電位掃描以及電化學阻抗譜等電化學技術，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、耐腐蝕性等方面進行

3、了對比研究，為提高鉛蓄電池體系的循環壽命和電容量，改善其深循環充放電性能提供了理論和實驗依據。
　　 主要工作如下:
　　 1.純Pb電極在添加HNO3、Na2SO4的H2SO4中的電化學反應
　　 利用線性電位掃描(LSV)和電化學阻抗譜(EIS)兩種電化學方法，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和陽

4、極氧化反應，發現在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、析氧反應的變化，發現高濃度的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受到比較明顯的抑制作用，對鉛酸蓄電池的免維護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電極反應的研究，發現相同條件下，Pb-Ca

6、上的析氫電流最小，對電池的免維護性能起到了積極的作用。另一方面，研究發現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