铅酸电池正极板栅结构的改进

优化电池板栅结构可延长电动自行车用铅酸电池的寿命。对电动自行车用铅酸电池的板栅进行研究,解剖失效电池并对板栅进行分析,发现板栅靠近上部的筋条腐蚀严重,而靠近底部的筋条基本完好。对板栅结构进行设计优化,以均匀板栅电位和优化板栅截面,加强重点腐蚀区域的强度,实现板栅均匀腐蚀和板栅强度增加,延长电池寿命。板栅优化后,电池的循环次数从428次增加至633次。

源于钛基铅酸电池的再生钛基体作为板栅集电体的研究

钛基铅酸电池能够大幅度提高铅酸电池的能量密度,并且解决了传统铅酸电池正极板易腐蚀和软化的问题,商业化潜力巨大.然而,相比于传统铅酸电池成熟的回收工艺和再生铅的利用,钛基铅酸电池的回收方法以及回收材料的应用途径是未来钛基铅酸电池应用和发展的关键.本文制备了源于钛基铅酸电池的再生钛基的正负极板栅,将正极板栅组成为再生钛基体/锡锑中间层/铅,将负极板栅组成为再生钛基体/铜/铅.通过研究源于钛基铅酸电池的再生钛基体用于板栅集电体的电化学性能,讨论了循环应用的可能性.结果表明,基于再生钛基正极板的活性物质放电比容量为72.4mA·h/g,相应电池在0.5C100%DoD(放电深度)下的循环寿命为180次;基于再生钛基负极板的活性物质放电比容量为98mA·h/g,相应电池在0.5C100%DoD下的循环寿命达到332次,用再生钛基体制备的板栅及电池的性能与纯钛基体相同.

稀土元素镧对于电池板栅耐蚀作用的研究

稀土金属用于制造合金,可改善合金的性能,提高材料韧性、耐磨性能、抗腐蚀性能等。通过在板栅Pb-Sn-Ca-Al合金掺杂La,在电解液中加入 La_(2)(SO_(4))_(3 ),使用循环伏安(CV)、电化学交流阻抗频谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)等电化学测试和场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等表征方法,多方位探究了稀土金属La对铅酸蓄电池的影响。结果表明:正极板栅中添加镧细化了合金晶粒、增加氢氧析出过电位,电解液中的硫酸镧能够降低极板反应电流、减少枝晶产生。

Pb-Ca合金板栅电池早期容量衰减的原因

Pb-Ca合金在阀控式铅酸(VRLA)电池中应用广泛。针对Pb-Ca合金浇铸板栅电池的早期容量衰减问题进行研究。用同批次Pb-Ca合金极板,制作不同加酸化成工艺的电池,进行循环测试。充电电流小的电池发生了早期容量衰减,而大电流充电的电池循环性能正常。对发生早期容量衰减的电池进行分析,发现板栅腐蚀界面生成的硫酸铅晶体阻挡层是导致电池发生早期容量衰减的主要原因。提高电池的充电效率,如添加电解液添加剂、化成前对电池反充、增大充电电流等,可以使硫酸铅得以转化,能较好地避免电池发生早期容量衰减。

板栅和极板的电学仿真分析

充分考虑铅酸蓄电池内部欧姆电阻极化和电化学极化的影响,根据欧姆定律、塔菲尔方程和拉普拉斯方程进行数学简化处理,建立极板对的电学仿真模型,并利用有限元分析软件开发了不同结构板栅和极板的电场分析,增设正、负极活性物质与电解液之间界面的接触电导率,对拉网、冲孔结构的板栅和极板进行不同放电倍率模拟,得到板栅、铅膏及电解液层的电势和电流密度分布图。不同倍率放电模型与实际建立的数学模型和相应的数值分析结果具有高度相关性,非常有助于指导板栅结构的优化设计。

热处理对正极板栅合金微观结构及耐腐性能的影响

对Pb-Ca-Sn-Al正极板栅样品进行热处理,然后测试正极板栅合金的金相结构和耐腐蚀性能,对比分析热处理对正极板栅合金微观结构和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,适当的热处理条件可以改变正极板栅合金的微观结构,改善正极板栅合金的耐腐蚀性能。经过160℃下热处理3 h,正极板栅的耐腐蚀性能提升幅度不小于15%,200℃下热处理1 h可使正极板栅耐腐蚀性能提升幅度不小于40%。

重力浇铸板栅和连轧连冲板栅腐蚀行为的研究

分析铅酸蓄电池用重力浇铸板栅和连轧连冲板栅的腐蚀失重率、金相结构和循环伏安曲线。研究发现,连轧连冲板栅的平均腐蚀失重率是重力浇铸板栅的2倍,其中连轧连冲板栅的腐蚀速率在腐蚀5 d后趋于稳定,而重力浇铸板栅的腐蚀速率在腐蚀3 d后趋于稳定。连轧连冲板栅的PbO_(2)/Pb氧化腐蚀电位比重力浇铸板栅的负68 mV。连轧连冲板栅的析氧电位比重力浇铸板栅的负30 mV。

双板耳板栅对铅酸电池性能的影响

比较了双板耳板栅/极板与常规单极耳板栅/极板的各种性能。与常规板栅相比,双板耳板栅上不同部位的电阻差值下降0.32 mΩ。放电末期双极耳极板上电流密度、电位分布,以及活性物质利用率都比常规极板更加均匀。最后,测试了分别采用这2种板栅的电池的低温起动性能和大电流放电性能。测试结果表明,采用双极耳板栅的电池的低温起动性能和大电流放电性能更好。

一种新型铅酸蓄电池负极板栅的性能

采用钛上镀铜负极板栅,可以提高铅酸蓄电池的质量比能量。研究了钛上镀铜负极板栅的寿命。实验负极为镀铜复合钛板栅,正极为铅锑合金(Pb 7%Sb)板栅,电解液为ρ=(1.295±0.005)g/cm3(30℃)的硫酸,以2C20电流放电1h后,以2C20电流充电5h,组成一次小循环,36次小循环后再以5h率检查放电,这样组成一个大循环单元。实验结果表明,钛上镀铜负极板栅经过3个大循环单元后,镀铜层无腐蚀,电池容量仍然在0.7C5以上,与铅基板栅性能相近,可用于实际生产中。

采用铅锑镉合金板栅的利弊

比较了Pb Sb Cd合金与Pb Ca Sn合金的性能。考虑到采用Pb Sb Cd合金易导致环境污染 ,认为不宜选用它作免维护铅酸蓄电池的板栅材料。

铅酸蓄电池的正极板栅合金 免维护蓄电池用无锑板栅合金

本文较系统地详述了目前应用于免维护铅蓄电池无锑板栅合金的种类,组成、性质及各自的特点。重点讨论了Pb—Ca及Pb—Sr系列合金。同时也概括地论及其它类型的无锑及新型轻型板栅材料。

铅酸蓄电池极板与板栅设计中的一个重要系数

提出铅酸蓄电池极板与板栅设计中除r、α和γ系数之外的一个新的重要系数—空间系数k。k的物理意义是,涂膏生极板中可涂填铅膏部分的空间与极板内部几何空间之比。极板内部几何空间定义为涂填铅膏的生极板除边框之外的三维尺寸的乘积。

含铈和钇的铅酸蓄电池板栅合金添加剂

影响铅酸蓄电池深循环的关键在于板栅界面腐蚀膜的导电性。通过循环伏安和交流阻抗等测试,考察了在铅钙合金和铅锑合金中添加金属铈和钇对合金性能的影响。结果表明:金属铈和钇能提高铅钙合金和铅锑合金的析氢、析氧过电位和合金的耐蚀性能,并且可以抑制放电时腐蚀膜中PbO2的还原及非化学计量PbOn的生成,使腐蚀膜更具导电性,提高板栅合金的深循环性能。

蓄电池板栅连铸机研制

设计了一种蓄电池板栅连铸机,该连铸机可实现蓄电池板栅的连续铸造。针对蓄电池板栅连铸过程中铅液在模具内快速凝固结晶的特点,分别进行了动模表面连续板栅型腔结构设计、定模内部供铅结构设计、模具温度控制结构设计、浇注过程气体保护结构设计,并进行了样机试制及板栅连铸试验,获得了蓄电池连铸板栅样品。

过悬栅、悬板栅水流流场测试及消能分析

用多普勒激光测速系统对悬栅和悬板栅附近流场进行了测试 ,分析了悬栅、悬板栅的消能效果。研究表明 ,悬栅的消能率随流量的增加而增加 ;悬栅和悬板栅的总消能率为 71.89% ;该消能形式能够显著降低弯道凹岸水深 ,减小弯道内横向水面比降 ,可将泄流能力提高 2 .3倍左右 ;经消能后陡坡下游水流平顺 ,避免了水流翻越边墙造成的破坏 ;上述结果表明悬栅、悬板栅“消、导”结合、联合消能是消除陡坡弯道急流冲击波的一种新型消能型式 。

铅酸电池泡沫铅板栅材料的研究进展

阐述了铅酸电池泡沫铅板栅材料的制备方法及研究进展。重点介绍了泡沫铅板栅的结构、性能指标及对铅酸电池电化学性能的影响,展望了铅酸电池泡沫铅板栅材料的发展前景。

铅布作为铅酸电池板栅的研究

通过物理方法和电化学方法对铅布作为铅酸电池板栅的可行性,在性能方面(强度、导电性、耐蚀性等)进行了研究,并对铅布板栅采用表面涂覆一层铅锡合金进行改进。研究结果表明:纯铅纤维复合板栅材料的抗拉强度、导电性、耐腐蚀性能较常用的铸造铅合金板栅材料都有显著提高;改进后的铅布板栅的正、负极活性物质利用率均有明显提高。

铅酸蓄电池板栅合金的EIS研究

用交流阻抗(EIS)和交流伏安(ACV)法研究了纯铅、铅锡以及两种Pb Ca Sn Al合金在900mV(vs.Hg/Hg2SO4)极化不同时间后的行为。测试表明腐蚀膜是由外层的PbSO4和内部的PbO构成,PbO的导电性较差,是形成钝化层的主要原因,加Sn有助于降低PbO的厚度,有效防止钝化层的形成。原因可能是由于Sn的氧化产物导电性较好,夹杂到腐蚀膜中提高了腐蚀膜的导电性,并有利于导电性PbOx的生成,保证电池在深循环条件下的应用。但对于长时间的极化来说,钝化层的导电性还是逐渐降低,这可能是由于锡的氧化物又逐渐溶解于硫酸中所造成的。

铅酸蓄电池板栅材料的研究进展

综述了近年来国内外铅酸蓄电池板栅材料的研究热点 ,主要集中在低锑的铅锑合金和铅钙合金两个系列。分别对锡、银、镉、铋和稀土等添加剂对板栅合金机械性能和耐腐蚀性能的影响进行了系统的阐述。对稀土作为添加剂掺入合金的可能性和实际应用性进行了阐述 ,并对其他板栅合金类型也作了简述 。

铅蓄电池板栅合金概述

首先简单介绍了几种铅酸蓄电池用板栅合金 ,然后介绍了几种最新的合金研究发展方向 ,包括钛作为正板栅合金及Pb Sr Al Cu合金 ,同时指出它们的不足之处。最后着重介绍了一种新型的合金添加剂———REM (稀土元素 ) ,包括REM元素简介、性质及应用、REM作为深循环板栅合金添加剂的可能性。文中认为 ,添加REM对改善合金的耐蚀性 ,尤其提高电池深循环性能是可行的 ,但要做到实用 ,还需深入研究。