泡沫铅对VRLA电池负极活性物质结构及性能影响

0引言随着36V/42V汽车电源系统的提出,新一轮汽车用电池的竞争不断加剧。从目前情况看,铅酸电池由于具有成本低廉,使用可靠,原材料来源丰富,铅回收率可高达98%等优点,因此成为电动车电源最实际的选择之一[1]。但作为电动车用电池,需要克服其比能量低、充电接受能力差和负极硫酸盐化等缺点。为此各国科学家开展了大量的研究工作。最近报道用铸造多孔体作为敞口铅酸电池的集流体,它的比表面积为14cm2·cm-3,正极活性物质利用率上升到50%,远高于传统的铸造板栅[2]。在铅酸电池集流体研究领域里另一个重大进步,就是以R V C(R etic-ulated V i…     

卷绕式铅酸蓄电池板栅材料的研究

0引言制作高功率的卷绕式铅酸蓄电池,目前日益受到广泛关注。薄型极板是卷绕式铅酸蓄电池的显著特点之一。很薄的极板决定着卷绕式铅酸电池的优良性能。制造薄极板的前提是要先制得薄板栅。卷绕式铅酸蓄电池的板栅一方面要起到传统板栅支撑活物质与作为导电电极的作用,另一方面要求这种合金制成板栅后可以卷绕,所以硬度与脆性不能太大。此板栅一般要加工成厚度为0.2￣0.5mm的铅箔。而有报道制得更薄的板栅,厚度达到0.05￣0.08mm,可以说做到了薄如纸[1]。制作这样薄的板栅一般采用压延的方式,首先的问题就是选择何种合金材料,然后是其电化学…     

铅酸蓄电池中镉的分布与测定

应用火焰原子吸收光谱法测定了铅酸蓄电池中镉含量,并对其在各部件中的分布进行了研究。结果表明:含镉蓄电池中94%左右的镉集中分布在正板栅中(即含镉铅酸蓄电池含镉质量约为其正极板栅含镉质量的1.06倍)。因此,仅需测定正极板栅的总镉量(即单一正极板栅的镉测定值w1乘以正极板栅数n)乘以修正因子K(一般取值1.06)再除以整只蓄电池的质量m0,即可求得整只铅酸蓄电池中镉的含量。     

铅碳电池关键材料研究进展

铅酸电池极板活性物质比表面积低,在部分荷电态高倍率充放电的条件下负极易硫酸盐化而失效,铅碳电池是将高比表面积、高电导率的碳材料引入铅酸电池的负极活性物质中,抑制硫酸铅晶体的粗化。因此,铅碳电池具有充放电性能好、循环寿命长等优势,但碳材料析氢过电位低,导致析氢反应加剧,且密度远低于铅,导致和膏不均匀。随着碳材料的增多,负极板强度降低。大电流充放电和深放电循环均会造成正极活性物质结构破坏,进而加剧正极板栅的腐蚀。在Pb-Ca合金板栅中引入Sn、Al、Ce等金属形成多元合金板栅提高板栅的机械强度,增加抗腐蚀性和导电性,改善循环性能。从铅碳电池的结构、分类着手,重点总结了负极活性碳材料的作用机理和特点以及新型耐腐蚀正极板栅材料近年来的发展。     

最新电化学技术应用文献摘引

最新电化学技术应用文献摘引ＩｎｄｅｘｏｆＲｅｃｅｎｔＬｉｔｅｒａｔｕｒｅｓｉｎＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｉｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ能量的储存与转换发展免维修铅－酸电池的基础研究：１．板栅合金对铅酸电池循环寿命的影响ＡＫ...     

铅酸蓄电池板栅合金的研制——Ⅰ.铅基低锑合金

铅酸蓄电池正极板栅已广泛采用低锑合金,不少专利报导了低锑合金的多元配方,对锑的作用机理也进行了许多研究。本文报道几种添加元素对铅基板栅低锑合金的耐腐蚀和机械性能的影响,和一种含锑量为3.5%的合金配方。 原材料采用1^*电解铅、高砷锑、纯砷和其它廉价元素。熔炼工艺、腐蚀失重、机械性能、金相、电子探针分析等方法见以前(3—5)各报。     

一种新型铅钐锡正极板栅合金

目前,铅钙锡合金已广泛用作阀控式铅酸蓄电池(VRLAB)的板栅材料.由于钙的存在,使铅钙锡合金阳极氧化时易形成高阻抗的阳极腐蚀层,并出现晶间腐蚀,电池循环充放电能力仍不理想.为克服铅钙锡合金作为正极板栅材料的不利因素.     

低锑—铅合金的耐蚀性能对铅酸蓄电池循环寿命的影响

铅酸蓄电池板栅合金的组成和性质影响电池的使用寿命及维护特性。无锑的铅钙合金有利于电池维护,但存在着强度差及铸造上的困难;高锑的铅锑合金有利于提高板栅的强度及电池的深充放能力,但不利于电池的维护。本文研究了两种不同添加剂的低锑合金,以弥补无锑或高锑合金各自的不足,测量了两种低锑合金在试验电池充放中的失重腐蚀率,并结合     

稀土-铅合金在硫酸溶液中阳极行为研究

利用极化曲线、阳极恒流腐蚀、室温析气实验等研究了稀土低钙高锡型铅钙合金在硫酸中的阳极行为，研究结果表明稀土的加入改善了合金的电化学性能，相关结果进一步丰富了免维护铅酸电池开发研制的理论和实践，具有重要的意义。用SEM对腐蚀膜的形貌进行了分析，同时测试了膜的力学性能。结果表明：新型铅钙合金的耐腐蚀性能较好，稀土的加入使阳极腐蚀膜具有良好的力学性能，有利于电池深循环性能的提高和板栅与活性物质之间的结合，对延长电池的使用寿命有促进作用。     

Sm-La二元稀土对铅基板栅材料显微结构和电化学性能的影响

为提高铅酸蓄电池板栅材料的性能,在Pb-Ca-Sn-Al合金中添加了Sm-La二元稀土元素,研究其含量对显微结构和电化学性能的影响。利用金相和循环伏安、线性扫描、阻抗-电位、电化学阻抗谱等电化学测试方法对板栅性能进行了表征。结果表明:Sm-La稀土元素的加入促进合金晶粒细化,随其含量的增加,析出物颗粒变小并弥散分布。与添加Sm的合金相比,复合添加Sm-La的材料具有更低的析氢电位,改善了深放电时铅合金上所形成的阳极Pb(II)膜的阻抗特性,表现出良好的性能。     

电化学储能研究22年回顾

本文回顾了22年来作者的电化学储能研究活动,共分三个部分. 第一部分叙述高比能量、高比功率储能器件研究,包括锂硫电池研究（硫复合正极材料、锂硫电池制作、锂硼合金作为锂硫电池负极、硫-锂离子电池新体系）、超级电容器研究（超级活性炭、以酚醛树脂为原料制备电容炭、碳纳米管阵列中寄生准电容储能材料、氧化镍干凝胶准电容储能材料、归纳出电容炭材料的性能要求、电容器研制、确定“第四类”超级电容器）、锂离子电池研究（锂离子电池与可再生燃料电池的对决、双变价元素正极材料、磷酸钴锂正极材料、高功率锂离子电池的制作）. 第二部分叙述规模储能电池研究,包括液流电池新体系研究（蓄电与电化学合成的双功能液流电池、全金属化合物单液流电池、有机化合物正极的单液流电池）、致力于振兴铅酸电池（推广铅蓄电池新技术、铅炭电池的研究、铅酸电池新型板栅的研究）,储能电池（站）的经济效益计算方法. 第三部分叙述电动汽车发展路线研究,包括氢能燃料电池电动汽车、纯电动汽车与混合动力汽车、对我国电动汽车发展路线的建议、力争电动汽车补贴的合理化、坚守电动汽车“节能减排”宗旨、提出“发电直驱电动车”. 最后的结束语谈了三点感悟.     

Effect of solidification temperature of lead alloy grids on the electrochemical behavior of lead-acid battery

One of the main electrochemical characteristics of a lead-acid battery is amount of water consumption. The effect of solidification temperature on electrochemical behavior (mainly hydrogen overvoltage) of Pb–Ca–Sn–Al (0.09%, Ca; 0.9%, Sn; 0.02%, Al) and Pb–Sb–Sn (1.7%, Sb; 0.24%, Sn) alloys, which are used in making the grid of lead-acid batteries, has been studied by cyclic voltammetry (CV) and linear sweep voltammety for different concentrations of sulfuric acid (ranging from 0.5 mol L^–1 to 4.0 mol L^–1). The morphology of the grid at some solidification temperatures was studied by optical microscopy. After one sweep of CV the surface of the electrode was investigated by using scanning electron microscopy.The results show that the potential of hydrogen evolution depends on the solidification temperature of the grids during production (mold temperature of grid casting). Also, at different solidification temperatures, different passivation phenomena, electrode surface constituents, and structure were observed.     

A low-cost lead-acid battery with high specific-energy

Lightweight grids for lead-acid battery grids have been prepared from acrylonitrile butadiene styrene (ABS) copolymer followed by coating with lead. Subsequently, the grids have been electrochemically coated with a conductive and corrosion-resistant layer of polyaniline. These grids are about 75% lighter than those employed in conventional lead-acid batteries. Commercial-grade 6V/3.5Ah (C₂₀-rate) lead-acid batteries have been assembled and characterized employing positive and negative plates constituting these grids. The specific energy of such a lead-acid battery is about 50 Wh/kg. The batteries can withstand fast charge-discharge duty cycles. Dedicated to Prof J Gopalakrishnan on his 62nd birthday.     

立体构造石墨烯材料对铅酸蓄电池负极性能影响的研究

以具有高比表面积、优良的导电性和高稳定性的立体构造石墨烯材料（stereotaxically-constructed graphene, SCG）作为添加剂,加入到铅酸蓄电池负极活性材料中,通过XRD、SEM和电化学测试手段系统地分析其对电池性能的影响. 结果表明,SCG材料可以抑制硫酸铅晶体的生长,促进硫酸铅向海绵状铅的转变,延缓不可逆硫酸铅在负极的积累,在0.1 C放电速率下,添加有SCG材料的铅酸蓄电池的负极活性材料的初始放电容量为173.8 mAh·g ^-1,比未添加碳材料的(151.6 mAh·g ^-1)高14%. 在高速率部分荷电状态(HRPSoC)条件下, 添加SCG材料的电池循环寿命达到10,889圈,是未在负极活性材料中添加碳材料的电池的循环寿命的303%. 这些结果验证了立体构造石墨烯材料对铅酸蓄电池的积极影响,展现了其在铅酸蓄电池中的良好的应用前景.     

大电流加速蓄电池循环试验测试分析

为提高新建变电工程固定型阀控式铅酸蓄电池运行稳定性及寿命,本文采用大电流加速循环试验、拆解试验和阻燃试验分析蓄电池性能,结果表明:在50 ℃温度下,经过18次大电流充放电循环(耗时10 d),蓄电池容量由初始的701.93 A·h降为563.12 A·h,其容量持有率为80.22%,电池内部结构仍保持初步完整,且槽、盖阻燃能力强,说明高温大电流循环充放电试验能快速破坏内部细致构造以致使得容量下降。 该研究结果可作为一种新的快速评价分析铅酸蓄电池性能及寿命的试验测试方法。     

铅炭电池负极炭材料的作用机制研究进展

传统铅酸电池主要应用于汽车及各种内燃机的起动和无线通信基站,但其在部分荷电态下负极易硫酸盐化而失效,降低了电池的受充能力及循环寿命. 铅炭电池是将高比表面、高导电的炭材料掺入铅负极的新型铅酸电池,具有优异的高倍率充放电性能及较高的部分荷电态下的循环寿命,在储能与混合动力车方面有很好的应用前景. 近年来国内外竞相开展了炭材料作用机制的研究,本文从构建导电网络、增加双电层电容储能、改善孔洞结构以及提高电化学反应动力等方面对炭材料在铅炭电池上的作用机制进行阐述,并结合作者课题组在铅炭电池领域的研发工作进行展望.     

Monitoring sealed automotive lead-acid batteries by sparse-impedance spectroscopy

A reliable diagnostics of lead-acid batteries would become mandatory with the induction of an improved power net and the increase of electrically assisted features in future automobiles. Sparse-impedance spectroscopic technique described in this paper estimates the internal resistance of sealed automotive lead-acid batteries in the frequency range 10 Hz-10 kHz, usually produced by the alternators fitted in the automobiles. The state-of-health of the battery could be monitored from its internal resistance. Dedicated to Professor C N R Rao on his 70th birthday     

Evaluation of the effect of additive group five elements on the properties of Pb-Ca-Sn-Al alloy as the positive grid for lead-acid batteries

Journal of Solid State Electrochemistry - As an important part of lead-acid batteries, the grid is mainly used to support active substances and conduct current. Currently, Pb-Ca-Sn-Al alloys are...