铅酸蓄电池负极铅膏的探讨-世纪电源网.doc

铅酸蓄电池负极铅膏的探讨 　　在铅蓄电池中，相对正极铅膏而言，负极铅膏组成比较复杂些。按用途分为汽车起动用、动力用、固定型，按极板分为干荷电式及普通式，这些不同类型的负极配方各异，涉及到膨胀剂的选用则更复杂些。 1 干荷电极板 　　众所周知，目前，对于汽车起动电池，包括摩托车用均喜欢干荷电型．用户只需注入所需浓度和数量的稀硫酸，静置片刻，不必进行初充电即可使用。干荷电电池的生产关键是控制负极板在化成后的洗涤、干燥、装配甚至储存中，活性物质不被大量氧化，而失去活性。为了防止氧化，采用不同的干燥方法，中国多数生产厂家采用配方法，即在负极铅膏中加入不同的防氧化剂，化成好极板经洗涤后再浸硼酸、甘油或木糖醇等浸渍液。铅膏中的防氧化剂大多数生产厂家使用α－羟基β－萘酸(简称1.2酸)或硬酯酸类(少数厂家)。最近几年提出。用液体石蜡代替1.2酸[1.2]，使用1.2酸的配方法，应用广泛，工艺成熟，但有如下缺点：(1)对鼻膜有刺激、呛人；(2)充电接受能力差，化成时常常表现出滞后于正极，(3)价格较贵，(4)与木素磺酸钠配合时，电池经几次循环容量明显下降。硬脂酸配方法因硬脂酸为蜡状固体，不易分散，合膏时混合不均。液体石蜡首先由重庆厂李永奎先生提出[1]，液体石蜡是石油化工产品，是一种混合烃，为无色无味的油状液体，不溶于水。价格便宜，密度为0.89，燃点稍高于245℃，杂质含量很低，分子量平均为490。合膏时无需乳化或喷淋，加水后或加酸后加入均可，易于分散，合膏均匀，与木素磺酸钠合用，未发现容量下降，铅膏的弹塑性好，易于填涂。日本在若干年前就使用一种矿物油进行干荷，估计就是液体石蜡。目前，在国内尚未为大多数厂家所接受，尚存疑虑。柴树松先生[3]已经过大量的试验：5 s放电电压、低温起动放电、极板铅含量分析、储备容量、充电接受、荷电保持、循环寿命等进行了全面的试验，结果表明各项指标均符合技术要求，效果很理想。我们在实验室也进行过验证，用循环伏安法和小片试样证明用液体石蜡代替1.2酸，具有以下优点：析氢过电位高，充电时析氢少，极板可逆性好，即充电接受能力得到改善，鉴于上述结果，可完全打消疑虑放心在生产上使用。 来源:输配电设备网 　　干荷电极板的生产不仅仅用于汽车起动型，部分阀控密封摩托车电池也用干荷式，电动自行车蓄电池的生产当采用槽化成工艺时，为了减少装配后的补充充电时间，也采用干荷极板工艺，有的生产厂也有使用液体石蜡为防氧化剂的，同样取得了好的效果，实践证明，液体石蜡做为防氧化剂代替1.2酸或硬脂酸工艺完全可行。 　　值得注意的是，在阀控密封电池中，负极组成含有1.2酸是非常不利的，因为负极在循环中的充电，同时有3个可能的反应，PbSO4的还原、H＋离子还原为氢，O2的还原。1.2酸的存在既不利于PbO4的还原，也不利于O2的还原，O2的还原即O2的吸收在该类电池中是很重要的。我们建议最好不使用1.2酸而使用液体石蜡。甚至在干荷摩托车和自行车电池中，负极配方可不加防氧化剂，只在化成后经水洗浸硼酸，就可以满足要求，因为电池密封，在贮存过程中没有防氧化问题，只是化成后的洗涤、干燥中防氧化，硼酸对电池性能无害，还可以降低正极的自放电[4]。 2 不同用途电池的典型配方 　　铅酸蓄电池虽然品种较多，但按其使用特点主要分为三大类别：起动用(以汽车电池为代表)、动力型(以牵引车电池为代表)、固定型(以通信电池为代表)。 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息 对汽车起动要求大电流低温起动，低温可达—40℃，一般以5分钟率电流起动，然后以浮充方式进行充电。动力型电池，以中等速率进行深放电，也具有短时间大电流放电性能，然后进行恒压或恒流充电，为典型的循环使用方式。固定型电池为备用电源，不定期的使用，经常以恒压并联方式进行浮充电。对三种不同使用类型电池的典型负极配方如表1[5]。 来源:输配电设备网 　　BaSO4是各种用途的蓄电池都必须加入的无机膨胀剂，但对低温起动的去钝化作用不够，还必须与有机膨胀联合使用。没有膨胀剂负极活性物质，在充放电的循环中，放电时形成致密少孔的PbSO4层覆盖在铅上。这种缺孔沉积物的形成，引起活性物质的紧结收缩，极大地降低负极的比表面积，使得负极在相当少的循环后就丧失工作能力。 　　在负极组分中加入某些添加剂，可以减缓这种收缩倾向，通常称为膨胀剂，准确地说是防收缩剂。 　　硫酸钡为无机膨胀剂，它与PbSO4具有近似的结晶参数，如表2。在负极活性物质中加入高分散的同晶硫酸钡或硫酸锶，放电时可以做为硫酸铅的结晶中心，硫酸铅可以在硫酸钡上析出，而无需形成硫酸铅的结晶中心，这样就不会产生由于要形成晶核而必须的过饱和度，这带来两点好处，首先浓差过电势降低，其次在低过饱和度条件下所形成的硫酸铅层压实程度小于高过