盘华玉,苏丽青,郭永榔

(福州大学化学化工学院,福建福州 350108)

铅酸电池存在着容量低、寿命短和活性物质利用率低等缺点[1],原因是随着循环的深入,正极活性物质的接触和导电性变差,导致充电不足和不可逆容量增大,继而导致正极活性物质过早地软化和脱落。研究可提高电极导电性的添加剂,对改善导电性能,提高活性物质利用率和延长电池的循环寿命十分重要[2-3]。E.Voss等[4]研究了Sn2+对正极活性物质PbO2性能的影响。他们把活性物质看成球形聚合体,Sn2+能促进球形颗粒间的连接,增强活性物质的导电性。G.L.Wei等[5]研究了Sn2+在硫酸中的电化学行为,发现Sn2+在负极被还原成金属锡单质,锡能改善负极的充放电特性;Sn2+在正极被氧化为SnO2,能提高“溶胶-晶体”体系中溶胶区的电子导电性。H.T.Liu等[6]研究了Pb-Sn合金表面阳极Pb(Ⅱ)氧化膜在硫酸中的生长机理,发现合金中的Sn能促进氧化膜中的PbO颗粒氧化为PbO1+x(0＜x＜1),Sn还能明显增加阳极PbO膜的孔隙率,因此合金中的Sn能降低阳极膜的电阻,提高阳极膜的导电性。

锡在铅酸电池中应用多、作用明显,有必要进一步研究锡对电极和活性物质、电解液的作用及机理。本文作者以SnSO4为添加剂,通过循环伏安、线性扫描伏安、交流阻抗等方法,研究了硫酸溶液中 Sn2+对 Pb和 Pb-Ca-Sn-Al合金电极电化学性能的影响。

1 实验

1.1 实验电极的处理

将Pb电极(浙江产)和Pb-0.1%Ca-1.2%Sn-0.03%Al电极(浙江产)用环氧树脂密封,并暴露出尺寸为10.6 mm×1.6 mm的矩形截面,依次用400#、800#、1000#和1500#水砂纸分别打磨电极表面至光亮,之后用无水乙醇(天津产,≥99.7%)和去离子水将电极表面清洗至无油污杂质,洁净光亮。……