铅炭电池正极失效行为研究

为研究铅炭电池（LCB）正极失效行为及高温环境的影响,对成品铅炭电池进行不同温度下的电化学循环测试以研究温度对其性能的影响。而后解剖失效前后的铅炭电池,并对其正极板进行X射线衍射、扫描电镜、电子能谱等表征分析来研究正极失效行为模式。实验结果显示：50、60℃下500次循环过后铅炭电池容量保持率〈60%,而40℃下容量保持率仍保持在90%;解剖分析结果表明未循环正极板中α-PbO2质量分数为14.55%,失效正极板中α-PbO2质量分数〈1%,失效前后正极板栅中氧重量百分比增加了10%。因此,α-PbO2向β-PbO2的转化及板栅腐蚀是正极失效的主要原因;且〈40℃的工作温度对正极失效无明显影响,〉50℃的高温环境会加速板栅的氧化腐蚀进而加剧正极失效。实际应用中加强对电池工作温度的监测、控制及对正极活性物质、板栅的改性,才能有效抑制正极失效行为的发生。

放电深度对铅炭电池正极板栅腐蚀影响的探究

研究了储能条件下成品铅炭电池在不同放电深度(DOD)时的正极板栅失效行为特征。电化学测试结果显示0.4 C循环过后铅炭电池容量保持率存在很大差异,放电深度越大容量衰减越严重,导致全生命周期总能量存在最优值。扫描电子显微镜法(SEM)分析表明:循环后正极板栅均出现了腐蚀,其中放电深度大的板栅表面及内部产生明显裂纹和孔洞,为体相腐蚀;X射线衍射光谱法(XRD)和X射线光电子光谱法(XPS)则显示放电深度加大时板栅氧化更多并且导电性更差,这归因于较大放电深度增加了板栅表面腐蚀层组成变化和承受的应力,从而导致其腐蚀加剧和循环稳定性下降。