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浅谈正极添加剂及极板固化条件对起动用蓄电池性能的影响

2021-09-01杨广福李晨旗翁伟赵杰王丹

蓄电池 2021年4期

杨广福,李晨旗,翁伟,赵杰,王丹

(陕西凌云蓄电池有限公司,陕西 宝鸡 721304)

0 引言

铅蓄电池寿命终止多是正极板软化、板栅腐蚀等原因造成的[1]。极板活性物质软化脱落与正极板的结构、铅膏与板栅结合强度有着密切的关系。本文中,笔者在正极活性物质中添加过硼酸钠和4BS“晶种”添加剂[2],经涂板、固化后,用 SEM和 XRD 测试正极活性物质的晶形、含量,目视板栅的界面腐蚀情况,并对装配的样品蓄电池进行测试,以确定正极添加剂和固化条件对蓄电池性能的影响。

1 试验

1.1 试样的制备

将轧制好的成品铅带裁剪为 35 mm×70 mm×1.0 mm 的铅片,并如图 1 所示,在铅片上打多个直径为 5 mm 的圆孔来制作冲网板栅(正负极板栅合金为 Pb-Ca-Sn-Al 四元合金)。按照表 1 的要求制作涂膏量为 15 g,额定容量为 2 Ah 的正极板。除表 1 所列的参数外,其它原材料和生产工艺完全相同。将制作的极板与批量生产的相同外形尺寸的负极板,按 3-/4+ 的极群方式,装配成 20 小时率额定容量为 6 Ah 的试验电池。负极容量过量,蓄电池性能由正极制约。

图1 板栅

表1 正极板固化条件和铅膏中添加剂含量

1.2 SEM 测试

固化后样品正极铅膏的 SEM 结果如图 2 所示。1 号样品中形成了长度在 40 μm 左右的大颗粒四碱式硫酸铅(4BS)晶体,而 2 号样品中仅形成了三碱式硫酸铅(3BS)和无定型物。由此可见,83 ℃、98 %RH、3 h 的固化条件加快了 3BS 向 4BS 转化的速度。添加了过硼酸钠的 3 号样品和 4 号样品的铅膏中晶体结构和类型分别与 1、2 号样品的基本一致,说明过硼酸钠对 3BS 向 4BS 转化速度的影响不大。5 号样品固化后生成大量形状规则的长度在 19 μm 左右的棱柱状四碱式硫酸铅晶体,且结晶尺寸小于 1 号样品,说明 4BS“晶种”起到了四碱式硫酸铅成核剂的作用。……

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