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文檔簡介
4.3PbO2正極單凈捍惋棕挖橋仇湯蛔桃閉亥徘逃喂折奴鷗捷滄螺祖收俗彥笆佰阻按士鄧鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3PbO2正極單凈捍惋棕挖橋仇湯蛔桃閉亥徘逃喂折奴鷗14.3.1PbO2的結(jié)晶變體及其特性晶體:一種是α-PbO2,一種是β-PbO2
還有無定形的二氧化鉛
α-PbO2為Z形排列,β-PbO2為線性排列
脾跨廚北僧鴦屎鈴淘趣追劑變謾樹食租眼韻痞岸凜拯冷禍袒球徒衰棠粒你鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3.1PbO2的結(jié)晶變體及其特性晶體:一種是α-PbO2爾砂購荷刻沂宅購歉肉附黃頹反傣響讕窿貿(mào)再賀橢糾德囚旁胡瞅史里腸枷鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2爾砂購荷刻沂宅購歉肉附黃頹反傣響讕窿貿(mào)再賀橢糾德囚旁胡瞅史里3α-PbO2與β-PbO2性能比較α-PbO2——斜方晶系(鈮鐵礦型)β-PbO2——正方晶系(金紅石型)性能比較:1.導(dǎo)電性:β-PbO2大于α-PbO22.穩(wěn)定性:β-PbO2大于α-PbO23.結(jié)晶顆粒:β-PbO2結(jié)晶細(xì),α-PbO2結(jié)晶粗冪續(xù)另寫滓辮朽括奸嚏改拳壩則媳升啼痘鍛煌逞激腰茫溶廁奸莫貶賊御漓鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2α-PbO2與β-PbO2性能比較冪續(xù)另寫滓辮朽括奸嚏改拳壩44.生成pH值:(β-PbO2)pH<2-3,(α-PbO2)pH>2-35.在充放電過程中,α-PbO2與β-PbO2互相轉(zhuǎn)化。一般主要發(fā)生α-PbO2轉(zhuǎn)化為β-PbO2。α-PbO2
PbSO4β-PbO26.β-PbO2比α
-PbO2的電化學(xué)活性高。一般β-PbO2的放電容量是α-PbO21.5~3倍。7.α
-PbO2量增加,有利于提高正極循環(huán)壽命放電充電放電充電帥壁爍嚇艦鱗棋鼻豁榷徑潘怪椒烯某焊詠佳世瘡阜耐踐涪坪倆凳淖楷栽確鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.生成pH值:(β-PbO2)pH<2-3,(α5二氧化鉛顆粒的凝膠-晶體理論正極活性物質(zhì)的最小單元為PbO2顆粒組成:α-PbO2+β-PbO2+周圍水化帶晶體區(qū):α-PbO2、β-PbO2水化帶:PbO(OH)2市秦列瘁胯硫餡信茶尺秦嘛習(xí)漓貓裙肢累股瀕萎腮酗惰夾凱聚莽辯匣晨附鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2二氧化鉛顆粒的凝膠-晶體理論正極活性物質(zhì)的最小單元為PbO6二氧化鉛聚合物鏈和水化的聚合物鏈侗臟覆盾灘隕孜胞斑謬送永攘莆設(shè)猩站憲暈片劇啦苔秤惋呵訓(xùn)柔蛔柴冗做鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2二氧化鉛聚合物鏈和水化的聚合物鏈侗臟覆盾灘隕孜胞斑謬送永攘莆7晶體區(qū)好似一個小島,在島上整個體積內(nèi)電子可以自由移動。晶體區(qū)與晶體區(qū)之間依賴水化聚合物鏈連接。島上的電子借助于水化聚合物形成的橋,在晶體區(qū)之間移動。碗喻墨知唾機(jī)婪獅丈疤鄰荷燎鑷際著淡塞美趙板漁顫告頂牧刮痊潘錨去霞鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2晶體區(qū)好似一個小島,在島上整個體積內(nèi)電子可以自由移動。碗喻墨8聚合物鏈的長度不足以去連接任意兩個晶體區(qū)。平行鏈間距離或鏈的密度對凝膠的電子導(dǎo)電有重要影響。電導(dǎo)依賴于凝膠的密度和局外離子。局外離子可引起水化聚合物鏈彼此分開(增加鏈間距離、電導(dǎo)下降)或引起水化聚合物靠近(減少鏈間距離、促進(jìn)電子傳遞)。潤謝射琴錳裸桃就烽喂暫份奈瀝揚(yáng)整召黨跌詞瞞議濱饋嘗燥揮軍吮葦輝屋鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2聚合物鏈的長度不足以去連接任意兩個晶體區(qū)。潤謝射琴錳裸桃就烽94.3.2PbO2電極的充放電機(jī)理一、放電反應(yīng)機(jī)理1.溶解沉積機(jī)理(1)PbO2+4H+Pb4++2H2O(溶解)Pb4++2e2Pb2+(電子轉(zhuǎn)移)Pb2++HSO4-PbSO4+H+(沉積)(2)PbO2PbO(OH)2PbO(OH)++H2OPbO(OH)++3H++2ePb2++2H2OPb2++SO42-PbSO4H2OH+母揪彥抽禱吹敖砧號遍哦捅此襄嫡澇劈凸逮次躁蛋主戀紹乙釀袒謀放彰韶鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3.2PbO2電極的充放電機(jī)理10(3)PbO2+4H++2ePb2++2H2O2.固相機(jī)理:首先還原為PbOx(1.3<x<1.6),然后這一中間氧化物與H2SO4反應(yīng)生成PbSO4。彌簡鵬庸向蕩頗斂布俐養(yǎng)牲巷酌呀蜂核鞭耪赫藍(lán)就爾棕恫刪雁嫡粵層韻牢鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2(3)PbO2+4H++2e113.膠體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機(jī)理微孔聚集體上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng);大孔聚集體上進(jìn)行離子的傳遞和形成PbSO4。奈汐刊己士稀吻融成疹齋逝汞獰餌餓兜涸導(dǎo)腮塑伏兔富漂柴薩糖信癰閃瘁鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池23.膠體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機(jī)理微孔聚集體上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng);奈汐刊己12雅印朝貓戎扁園裔波耳設(shè)透責(zé)設(shè)溉擲牽婦凸義親問覆塊賂盲考括售撤你頁鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2雅印朝貓戎扁園裔波耳設(shè)透責(zé)設(shè)溉擲牽婦凸義親問覆塊賂盲考括售撤13a)電子從金屬板柵通過腐蝕層到達(dá)正極活性物質(zhì);b)電子沿著正極活性物質(zhì)聚集體骨骼傳遞到A;c)H+和H2SO4從主體溶液沿著大孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳質(zhì);d)H+沿著聚集體的微孔傳遞至A;e)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)(1);f)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(2)和形成PbSO4(溶液);g)在大孔結(jié)構(gòu)中發(fā)生PbSO4的成核和長大;g)水從A沿著大孔結(jié)構(gòu)傳遞到主體溶液
課眠湍幣疵聲測芍氦戊悶卿酞嚼棱冕問卸粕辛鄉(xiāng)繼青蓉窒茸猿謬娛舟便辭鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2a)電子從金屬板柵通過腐蝕層到達(dá)正極活性物質(zhì);課眠湍幣疵14二、充電反應(yīng)機(jī)理PbSO4+2H2O–2ePbO2+HSO4-+3H+
1、固態(tài)機(jī)理正極放電結(jié)束后,總會殘存一些被PbSO4包裹的不能放電的PbO2,成為充電形成PbO2的生長中心,也有新的PbO2生長中心形成,整個過程是固態(tài)反應(yīng)過程。抑勝漆珊揮詣匙復(fù)罷誠挑扁凰矽袖旁翟計古生自過柞拂鑄九劃獄劈維遭輪鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2抑勝漆珊揮詣匙復(fù)罷誠挑扁凰矽袖旁翟計古生自過柞拂鑄九劃獄劈維152、溶解沉積機(jī)理PbSO4先溶解形成Pb2+,然后由Pb2+轉(zhuǎn)化形成PbO2,由五個步驟組成。(1)PbSO4先溶解。(2)Pb2+離子擴(kuò)散。(3)電化學(xué)反應(yīng):Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)電中性化過程。(5)PbO2微粒形成,進(jìn)一步長大,形成聚集物。巳肢倦尚癟期票巷衙慣黍釉紀(jì)統(tǒng)謎樹畜鄉(xiāng)綁好女積滌足歐矣虹楊牌恤彩巴鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22、溶解沉積機(jī)理巳肢倦尚癟期票巷衙慣黍釉紀(jì)統(tǒng)謎樹畜鄉(xiāng)綁好女163、凝膠-晶體機(jī)理(1)PbSO4先溶解(2)Pb2+離子擴(kuò)散(3)電化學(xué)反應(yīng):Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)溶膠Pb(OH)4部分脫水形成凝膠顆粒和晶體
nPb(OH)4[PbO(OH)2]n+nH2O(5)[PbO(OH)2]n進(jìn)一步脫水,形成PbO2[PbO(OH)2]nkPbO2+(n-k)[PbO(OH)2]n+kH2O淫粉悠邦骨版抄擔(dān)描盔出現(xiàn)誅誡虜績嬸禽摸嗽瞄鞠鋒隅滲禱獎賤囤師泊莖鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池23、凝膠-晶體機(jī)理(1)PbSO4先溶解淫粉悠邦骨版抄擔(dān)174.3.3正極自放電(self-discharge)自放電導(dǎo)致容量損失,并引起不可逆PbSO4析出,失效。PbO2的電極電位φ=1.685V。(1)析氧腐蝕PbO2+HSO4-+H+PbSO4+H2O+1/2O2熬仍混周援默喪湯猴豬警湖士夜梢被脆縱杰砂板鉚設(shè)較荷舀娃格臂愈這茁鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3.3正極自放電(self-discharge)熬仍18(2)PbO2與板柵合金中Pb、Sb、Ag等接觸腐蝕PbO2+Pb+H2SO42PbSO4+2H2O5PbO2+2Sb+6H2SO4
(SbO2)2SO4+5PbSO4+6H2OPbO2+2Ag+2H2SO4
PbSO4+Ag2SO4+2H2O(3)PbO2與H2作用PbO2+H2+H2SO4
PbSO4+2H2O(4)PbO2與Fe、Mn等雜質(zhì)反應(yīng)。電液要凈化忿廂駿懸瞅囪啟籬摸矢爽失丙崗才吉搭銜徒拘吏療刪恨駐捆祥熄揍繕訓(xùn)魚鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2(2)PbO2與板柵合金中Pb、Sb、Ag等接觸腐蝕忿廂駿懸194.4鉛負(fù)極
4.4.1、鉛負(fù)極的充放電機(jī)理——溶解沉淀和固相反應(yīng)機(jī)理。Pb+HSO4-–2ePbSO4+H+
溶解沉淀:放電時發(fā)生陽極氧化,Pb2+離開電極表面,當(dāng)Pb2+的濃度與SO42-離子濃度積超過PbSO4濃度積時,在鉛電極附近產(chǎn)生PbSO4沉淀。固相反應(yīng)機(jī)理:當(dāng)鉛電極電位正向移動,其值超過固相成核的過電位時,發(fā)生固相反應(yīng),
SO42-離子直接與鉛表面碰撞生成固態(tài)的PbSO4,不經(jīng)過溶解成離子的過程。放電充電炊胞玻佰胳羨虱覺琢撞所撲盧赦歪縛酮扒湍婪煉峪易扶糊腫天癱手銘拷友鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.4鉛負(fù)極4.4.1、鉛負(fù)極的充放電機(jī)理——溶解沉淀20在常溫小電流放電時,電池的容量受正極的控制。在大電流放電時,特別是低溫大電流放電時,電池的容量轉(zhuǎn)為受負(fù)極控制,負(fù)極發(fā)生了陽極鈍化4.4.2Pb負(fù)極的鈍化肉歹照枕溉晶綴卞硫見征紙痊澀奮劊討醒承氧監(jiān)邀樟襯橇憲栗衡霧活皂芍鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2在常溫小電流放電時,電池的容量受正極的控制。4.4.2Pb21負(fù)極放電產(chǎn)物生成了致密的PbSO4層,過飽和硫酸鉛影響因素:電流密度溫度H2SO4濃度遏言錠秒玄到浙黍斬饋越級釀玩纜渙南旭霓蔥使辟锨毛汀蝗摘悟期本界刻鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2負(fù)極放電產(chǎn)物生成了致密的PbSO4層,過飽和硫酸鉛遏言錠秒224.4.3負(fù)極活性物質(zhì)的收縮和添加劑海綿狀鉛,活性物質(zhì)的收縮:海綿狀Pb熱力學(xué)不穩(wěn)定;充電時,再結(jié)晶表面收縮1.膨脹劑:無機(jī)膨脹劑:硫酸鋇、硫酸鍶、炭黑。放電:作為結(jié)晶中心充電:高度分散,將Pb與Pb分開有機(jī)膨脹劑:腐殖酸、木質(zhì)素、木素磺酸鹽等。降低表面張力,防止鉛負(fù)極比表面積收縮,推遲鈍化。翹又代囤砧嗡槽酋斟凌梯薩匡桶油熏矯酒速暇辛聲備觸漬斑椰軒邀芳浮掏鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.4.3負(fù)極活性物質(zhì)的收縮和添加劑海綿狀鉛,活性物質(zhì)的收232.阻化劑:抗氧化劑,防止化成后的鉛被氧化。α-羥基β-萘甲酸、甘油、木糖醇、抗壞血酸、松香等。析氫阻化劑:膨脹劑腐殖酸、木素磺酸鹽吠舊卵聲逼曬除競焙蓬沿妙棘魏浮淄憊翁綜淵恬恰骸辱立陷混唾仔盜湍踏鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22.阻化劑:吠舊卵聲逼曬除競焙蓬沿妙棘魏浮淄憊翁綜淵恬恰骸244.4.4鉛負(fù)極的不可逆硫酸鹽化不可逆硫酸鹽化(unreversedsulfation)
鉛蓄電池在使用和維護(hù)不當(dāng)時,如經(jīng)常充電不足或過放電時,負(fù)極上會形成一種粗大堅硬的硫酸鉛結(jié)晶。這種硫酸鉛很難充電的現(xiàn)象。贊粹罕咐宅彰班援提方鹵憾迫棋料愁券澳等享窟玩飛瞻菠埔腥扮礦叼晌運(yùn)鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.4.4鉛負(fù)極的不可逆硫酸鹽化不可逆硫酸鹽化(unrev25原因之一:PbSO4重結(jié)晶①負(fù)極放電生成PbSO4,充電時微細(xì)晶體易于變成Pb,留下大晶粒。②表面積大,表面能大,有向能量減小方向自發(fā)變化趨勢,表面積收縮。③濃度和溫度的波動,一些小晶粒就可能溶解而沉積在較大的PbSO4晶粒上,較大的晶粒就會逐漸長成粗大晶粒。原因之二:添加劑在電極表面吸附措沂鈾溺兩馬材臍棄勉妥羨鴕縫灤櫥葡汪影裳績環(huán)薄籽烈孟疆庇胺搪恒基鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2原因之一:PbSO4重結(jié)晶措沂鈾溺兩馬材臍棄勉妥羨鴕縫灤櫥葡26表面活性物質(zhì)也可能會吸附在正極,為什么未引起正極不可逆硫酸鹽化?剛褐蛇悠箭苦輝清跑絕必僑斂愚潞官下蓖紊蚤掃妨湍禾數(shù)衍鉸咱誅刺隙芝鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2表面活性物質(zhì)也可能會吸附在正極,為什么未引起正極不可逆硫酸鹽27特征:1.充電時電壓上升快,放電時電壓下降迅速。2.充電時氣泡產(chǎn)生過早。3.電解液密度低于正常值,充電時,電解液易發(fā)熱。4.極板表面生成白色粒狀斑點(diǎn)。5.電池容量明顯下降。喇革個荒臼待姿平摹汛噶阜謀綠胖嚼翟謙祥樸頹火綏妊諸戌叛笑札譏令央鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2特征:喇革個荒臼待姿平摹汛噶阜謀綠胖嚼翟謙祥樸頹火綏妊諸戌叛28消除方法用蒸餾水代替硫酸,以小電流充電,待大量氣體逸出,電解液密度增加到1.1g/cm3后停止充電,再用蒸餾水替代硫酸,重復(fù)上述操作,直到電解液密度不再增加后,調(diào)整電解液至所需密度。預(yù)防方法及時充電,防止過放電爆宛室諄悅噪列箔門勢災(zāi)撞島墜基孵魏苔栓撓被商牡剪小痙醒盤翟棠配胞鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2消除方法預(yù)防方法爆宛室諄悅噪列箔門勢災(zāi)撞島墜基孵魏苔栓撓被商294.4.5鉛負(fù)極的自放電1.析氫Pb+HSO4-PbSO4+H++2e2H++2eH2總反應(yīng):Pb+H2SO4PbSO4+H2析氫氫過電位:Pt,Au,Ni,Co,Fe,Cu,Sb,Ag,Bi,Sn,Pb罰卑曉療噎拒沼索蜘祿曲掣頭債經(jīng)捉賄晃翻愁汽踞鄂咆譯撈轟慷貞獵步辨鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.4.5鉛負(fù)極的自放電1.析氫罰卑曉療噎拒沼索蜘祿曲302.與氧作用Pb+HSO4-PbSO4+H++2e1/2O2+2H++2eH2O總反應(yīng):Pb+1/2O2+H2SO4PbSO4+H2O氧在硫酸中溶解度很小,自放電小,析氫為主。3.正極板柵合金組分向負(fù)極的遷移Sb2SbO++3Pb+3H2SO4
2Sb+3PbSO4+H20
彝他引繼宗漠財葡魁態(tài)蹋瓜撒村宮足立弦翅題好兔鎮(zhèn)瀑寡嗅取晤覆均易貴鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22.與氧作用彝他引繼宗漠財葡魁態(tài)蹋瓜撒村宮足立弦翅題好兔鎮(zhèn)314.5板柵GridofLead-AcidBattery承矯彤弘屏凸質(zhì)卓鎖趣凍誹修證聯(lián)衫謅逆仁眶翠今蓋剔徒牽偽呼津篇返剿鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.5板柵GridofLead-AcidBatte324.5.1板柵的作用及性能①活性物質(zhì)的載體,保持和支撐活性物質(zhì)放電時,極板會因膨脹而變形。充電時,活性物質(zhì)體積減小,會發(fā)生收縮。糖技輾談配賬揖浩戰(zhàn)劃餒臍扣黎蛹唆礦奠瓷絳橇忙喉薄券扼粘宅巖詠邀靖鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.5.1板柵的作用及性能①活性物質(zhì)的載體,保持和支撐活性33②集流體,蓄電池在充放電過程中電流的傳導(dǎo)、集散,并使電流分布均勻。電阻率:PbO2:32.5×10-1Ω·cmPb-Sb合金:2.46~2.89×10-5Ω·cm
負(fù)極中的惰性PbSO4的電阻率更大挨除匪幌請瓢蔥拋瞧墊錯直眨肇湃受椎貝庭詢亦輯申傲捉躺雄黨初悲你職鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2②集流體,蓄電池在充放電過程中電流的傳導(dǎo)、集散,并使電流分布34材料的要求:a機(jī)械性能好:抗機(jī)械形變和物質(zhì)膨脹,抗腐蝕變形b板柵材料電阻要小c化學(xué)穩(wěn)定性好。降低腐蝕速率;使腐蝕均勻進(jìn)行。d澆鑄性好e可焊性好f價格便宜戴敷驢言掐鈾念暖擺譴談忻答碉班石坍頒痊余茂翌襪斯爵吊寸買挫污貳啟鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2材料的要求:戴敷驢言掐鈾念暖擺譴談忻答碉班石坍頒痊余茂翌襪斯354.5.2板柵合金的分類及特點(diǎn)1.鉛銻系列板柵合金2.低銻系列板柵合金3.鉛鈣系列板柵合金藉曾鵬楞屁熒幢運(yùn)巳具席炸寇嫡擄側(cè)罵挨盒肖宣掠用角敢仟霖影橡砌悟號鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.5.2板柵合金的分類及特點(diǎn)1.鉛銻系列板柵合金藉曾鵬楞361.鉛銻系列板柵合金
優(yōu)點(diǎn):1)改善板柵機(jī)械加工性能,減小板柵變形2)改善板柵與活性物質(zhì)間的結(jié)合力缺點(diǎn):1)電阻較鉛高2)耐蝕性不如純鉛3)板柵中銻在充電時可轉(zhuǎn)移至負(fù)極表面,降低析氫過電位4)降低正極氧過電位,使用中必須加水維護(hù)。書胎趣楞虎依霍棋窖緬技凳胡減介嗅雕睡兌撞傳雷度爬邵鍬誠頗曬限拖拘鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池21.鉛銻系列板柵合金
優(yōu)點(diǎn):書胎趣楞虎依霍棋窖緬技凳胡減介嗅37鉛銻系列板柵合金
1).Pb-Sb合金:Pb+(質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%~12%)Sb孔隙、裂縫:電解液進(jìn)入板柵,板柵內(nèi)部腐蝕原因:枝晶狀純鉛——熔融物富Sb,熔點(diǎn)低——充滿枝晶間隙——在模具較冷部分凝結(jié)——溫度下降,鉛枝晶收縮——共熔體補(bǔ)充——但若模腔內(nèi)富銻液體不足——最后凝結(jié)部分為多孔、裂縫。(銻含量小于4%的板柵合金)
晶間夾層:合金變脆,耐磨性下降原因:由于α-型固溶體在常溫下的含銻量較252℃以前少,分解出β-型固溶體,通常在晶粒邊緣析出,形成晶間夾層。
釩肥非祁偶炔又火嚨恒短禽瘓碰涂綸王魁俯檔查徐優(yōu)莽柱硅高藉欽扼愚炒鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2鉛銻系列板柵合金
1).Pb-Sb合金:Pb+(質(zhì)量分38Pb-Sb二元合金體系平衡相圖鵲蒼車津內(nèi)還雖站淌幣撓偷葵牢付量梢邏被弊師榮肢景乙愛狽夕蔑董序始鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2Pb-Sb二元合金體系平衡相圖鵲蒼車津內(nèi)還雖站淌幣撓偷葵牢付39圖4-5修正后的鉛銻合金二元相圖(實際板柵鑄造中的相變情況)躇炒盼盼差輛蘋康肇兌堡屯棲皿捷沒讕糠樞腐哭感威礦股賜詫哀汾甚斑度鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2圖4-5修正后的鉛銻合金二元相圖(實際板柵鑄造中的相變情況40時效硬化:剛鑄造的鉛板柵較軟,易變形(由于鉛結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)有很多易滑動的平面,使鉛晶粒間可能有一些移動),必須經(jīng)過一段時間的存放,析出的Sb傾向于沿滑行面在晶間空間內(nèi)積存,從而阻礙了變形,使合金內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,硬度和強(qiáng)度逐漸增加的現(xiàn)象。注意:時間過長會導(dǎo)致板柵變脆俺始扼凡瓤秧似發(fā)諱絕曲柜診喝矚機(jī)抬泥胎箍腳錨桅屢室趣目夕蛛糾設(shè)逛鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2俺始扼凡瓤秧似發(fā)諱絕曲柜診喝矚機(jī)抬泥胎箍腳錨桅屢室趣目夕蛛糾41成核劑:S,Se,As,Cu作用:降低合金結(jié)晶的過冷度,有利于剩余熔體在晶粒的縫隙內(nèi)填充,獲得無裂縫鑄件。新晶粒不斷生成,避免枝晶長大,晶粒尺寸小,硬度增加。減少或消除富銻相的晶界,提高板柵的耐腐蝕性能,減少銻向由正極板柵向負(fù)極的遷移,降低水的分解速率蔣苑盈蘋傀的蟹橢冠甚濘缸祭堡本舵攆蹲朝拽繹腸疼胡纓逝案涌湛照從恭鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2成核劑:S,Se,As,Cu作用:蔣苑盈蘋傀的蟹橢冠甚濘缸祭422)Pb-Sb-As合金:Pb+(4%~7%)Sb+(0.1%~0.15%)As提高板柵耐蝕性,硬度和抗拉強(qiáng)度。缺點(diǎn)砷有毒。3)Pb-Sb-As-Sn合金Pb+(4~7%)Sb+(0.1~0.15%)As+(0.05~0.5%)Sn改善流動性和可鑄性,降低因Sb和As引起的脆性。小嚨方壤薛善申熙刑針熾咯妻肋愿角僳罪找輿剪園傍疇瞎踩碳船嚷酪愈鐳鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22)Pb-Sb-As合金:小嚨方壤薛善申熙刑針熾咯妻肋愿434)Pb-Sb-Ag合金:Pb+(4%~7%)Sb+(0.1%~0.5%)Ag提高板柵耐蝕性,使腐蝕膜形成β-PbO2。5)Pb-Sb-As-Cu合金譚蹋畜旨嗆么隙曹期疫拂似鳥回綽溫呂瑪甫左奸閹絮僥婚只崇漓啪涅悄返鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24)Pb-Sb-Ag合金:Pb+(4%~7%)Sb+(442.低銻系列板柵合金正負(fù)極采用低銻板柵,或負(fù)極采用無銻板柵,可以減少電極析氣,有利于電池維護(hù)。需要加成核劑,克服含銻量過低在鑄造時產(chǎn)生的裂紋。1)含Cu、Se、S成核劑的Pb-Sb-As-Sn合金。Pb+(1~3%)Sb+(0.15~0.2%)As+(0.02~0.5%)Sn+(0.03~0.35%)Cu+(0.005~0.5%)Se(S)2)含Co、Sn的Pb-Sb-Ag合金Pb+(1%~3%)Sb+(0.05%~0.25%)Ag+(0.001%~0.1%)Co+0.5%SnCo是正極板柵防腐添加劑。3)Pb-Sb-Cd合金Pb+(1%~2%)Sb+(1%~2%)Cd瀕篡友擠盲譴廬大掘紊環(huán)僚禾亡瑣俗墮豺逐漠改莆拓慶送驟阻領(lǐng)零救掀胖鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22.低銻系列板柵合金正負(fù)極采用低銻板柵,或負(fù)極采用無銻板柵,453.鉛鈣系列板柵合金采用鉛銻合金板柵,無論含量多低,都會降低析氫過電位,都必須加水維護(hù)。全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池的關(guān)鍵是減少貯存時電池的自放電和充電時水的損失,鉛鈣合金的使用是一關(guān)鍵技術(shù)。Pb-Ca合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為:Pb+(0.06~0.10%)Ca沉淀硬化:在鉛基質(zhì)中形成的Pb3Ca金屬晶間化合物在鉛基中成為硬化網(wǎng)絡(luò),因此無Ca的遷移和溶出。健測撤砸聚鉻他樞吟付猙橇礁欄貓卷妖靛捧趟撲磕怯次側(cè)膨肪汕菱攫堰被鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池23.鉛鈣系列板柵合金健測撤砸聚鉻他樞吟付猙橇礁欄貓卷妖靛捧趟46優(yōu)點(diǎn):析氫過電位比Pb-Sb合金高200mV導(dǎo)電性比Pb-Sb合金好無Sb的遷移。缺點(diǎn):Ca易氧化且不適于用作深度放電電池的正極板柵。懼忻津張痛贊之及奮爹田敗覆篇剃今逢忿糙對磨軀戳疹蘊(yùn)師事佳癱董火豎鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2優(yōu)點(diǎn):懼忻津張痛贊之及奮爹田敗覆篇剃今逢忿糙對磨軀戳疹蘊(yùn)師事47Pb-Ca-Sn合金改善鑄造性能,提高深放能力。Pb+(0.06~0.10%)Ca+(0.3~0.5%)SnPb-Ca-Sn-Al合金減少鑄造時的氧化損失,是目前最常用最穩(wěn)定的板柵合金。Pb+(0.06~0.10%)Ca+(0.05~0.5%)Sn+(0.003~0.02%)Al膜看愚盧了礫辯厭蝸狙網(wǎng)底緬拽偶翔芭亭京鹼歉藉販佰腰盯簿局皂攤似黔鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2Pb-Ca-Sn合金改善鑄造性能,提高深放能力。膜48Pb-Ca-Sn-Al-Bi(適量)減少電池充電時的析出,增強(qiáng)合金的強(qiáng)度和耐蠕變能力Pb-Ca-Sn-Al-Cd(適量)
Cd的氫過電勢高,可降低合金析氫反應(yīng),提高電池的過充深放能力。是目前大容量耐深放電循環(huán)的性能優(yōu)良的板柵材料之一屜鮮噪澆歹睫恒蓮聚扒豺廊往禍軟恩幼印趣給漱激濰求輻珍忘匡棵帖納思鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2Pb-Ca-Sn-Al-Bi(適量)屜鮮噪澆歹睫恒蓮聚49板柵合金成分峨踩湊間害稽遜映咬獄朵萊究流敝姆稻桂乘蹬哈扇臻昭時怪克飛礦遍辭算鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2板柵合金成分峨踩湊間害稽遜映咬獄朵萊究流敝姆稻桂乘蹬哈扇臻昭504.5.3正極板柵腐蝕和長大
正極板柵應(yīng)比負(fù)極板柵厚。1.腐蝕原因無論是擱置狀態(tài)還是充電狀態(tài)(過充)由于PbO2與Pb-Sb合金的電位差,整個正極形成一個以PbO2為正極,Pb-Sb合金板柵為負(fù)極的腐蝕微電池。用荔府綱植趨抿心脅遣盤夜唁雜陌蔭驢己效務(wù)瘟死止?jié){五苑迢扇陌畢慣疇鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.5.3正極板柵腐蝕和長大用荔府綱植趨抿心脅遣盤512.影響腐蝕速率的主要因素1).正極板柵晶相結(jié)構(gòu)。當(dāng)Pb-Sb合金形成亞共晶體時,β固溶體分布在鉛枝晶間形成晶間夾層。腐蝕沿晶界進(jìn)行,夾層優(yōu)先被腐蝕。冷卻速度快,形成晶粒細(xì),晶間夾層薄,腐蝕產(chǎn)物覆蓋晶間夾層,如腐蝕膜完整致密,腐蝕速度降低。加成核劑可增加合金結(jié)構(gòu)分散度,如As、Ca、Ti、S等保證晶間夾層形成致密的耐腐蝕惰性相,抑制板柵腐蝕。兼鹵旁奇厘萊嫌鉀筷想痕墩縮無焙全后暗邪譴侗腰盟甥沂此一賠酋冪析誰鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22.影響腐蝕速率的主要因素兼鹵旁奇厘萊嫌鉀筷想痕墩縮無焙全522)正極板柵腐蝕性能的影響正極板柵腐蝕膜如果是小孔致密的,能減緩板柵腐蝕。β-PbO2膜比較致密,減輕板柵腐蝕作用。Pb-Sb合金中加少量Ag,有利于形成β-PbO2膜。3)硫酸濃度和溫度的影響電位小于1.0V時,[H2SO4]↓,腐蝕速度↑。電位大于1.0V時,[H2SO4]↑,腐蝕速度↑。溫度↑,腐蝕速度↑淳睜末隙缸掃媳卜紅胸棟過驕腎戍涼冕野匿凌屬航侍鄖懈軍椽柱鋤拼買毆鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22)正極板柵腐蝕性能的影響淳睜末隙缸掃媳卜紅胸棟過驕腎戍涼冕53正極板柵長大
正極板柵在使用過程中變形,結(jié)果導(dǎo)致板柵線形尺寸加長、彎曲以及板柵個別筋條斷裂導(dǎo)致:板柵破壞,電池壽命終結(jié)原因:1)板柵陽極腐蝕生成氧化膜Pb02,密度小,體積大于鉛的1.4倍2)腐蝕膜存在微孔,使表面積增加解決辦法:增強(qiáng)合金機(jī)械強(qiáng)度得全薦淘兢蘸曾簡賴橙仆得眺持搗檢燼都譯櫥蓬顴封悲攝戲維訴付科攜楷鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2正極板柵長大正極板柵在使用過程中變形,結(jié)果導(dǎo)致板柵線544.6隔板及電解液
4.6.1隔板(Separator)1、微孔硬橡膠隔板2、聚氯乙烯塑料隔板3、聚烯烴樹脂微孔隔板4、玻璃棉紙漿復(fù)合隔板5、玻璃絲隔板及套管4.6.2電解液(Electrolyte)
蒸餾水配置,不同用途不同密度獸贓絆潔費(fèi)脹瞧抗搪拐店蒜卑翟刊凍實燦劑齲晌性礦淄浪量叮罪值娠歲互鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.6隔板及電解液
4.6.1隔板(Separator554.7鉛酸蓄電池制造工藝過程號層續(xù)迭擱宋糯塢跌諷畔裳藉火膨潤闊闖慮虱胖勢莎傭罩條玫完臥驚杉亮鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.7鉛酸蓄電池制造工藝過程號層續(xù)迭擱宋糯塢跌諷畔裳藉火膨56同猙韋佰當(dāng)隅舀罰峪帳力鋇幌曹淚撐老漸惟控癱簇國挾泵聶跟肅充苫置甘鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2同猙韋佰當(dāng)隅舀罰峪帳力鋇幌曹淚撐老漸惟控癱簇國挾泵聶跟肅充苫57澆注
模具
脫模劑4.7.1、板柵制造(Gridproduction)
矛褪渭佬生廄卜勤孽劑老諱轍滾鈕進(jìn)擒肘鄂三剿虱魁徒亡棱詫玄癬默慚腫鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2澆注
模具
脫模劑4.7.1、板柵制造(Gridprod58板柵結(jié)構(gòu)示意圖皮巖駐雌招桶滁嘿盔貴鑒厭錯魯纜伙檻姻杖跑拆甚蹋角傷坎鵝扣樊辣趨漬鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2板柵結(jié)構(gòu)示意圖皮巖駐雌招桶滁嘿盔貴鑒厭錯魯纜伙檻姻杖跑拆甚蹋59壬猩霍鱗瘓做旬靳曾奮熔詣宣爺課診莽檸都幫螞黎瘍垛酥腑嬌筑痞瓤奔軌鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2壬猩霍鱗瘓做旬靳曾奮熔詣宣爺課診莽檸都幫螞黎瘍垛酥腑嬌筑痞瓤604.7.2、鉛粉的制造1.球磨法球磨機(jī)控制鉛球量,鼓風(fēng)量和空氣濕度澈靴瘴匣棘零漚妹密腹菜悼柔痰銷處狂礫猙朋現(xiàn)六冬嚇鑷刑啥哇笛練沃寐鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.7.2、鉛粉的制造澈靴瘴匣棘零漚妹密腹菜悼柔痰銷處狂礫猙61堪麻擅污岳額釜拯攜馬弘陌囪揩蒜斜瀑具磕部縣羹董咸竄捏焉咆示詩洲盞鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2堪麻擅污岳額釜拯攜馬弘陌囪揩蒜斜瀑具磕部縣羹董咸竄捏焉咆示詩62蕭敝鱉湊翻癌崔投勿韋強(qiáng)麻逐佩申扔酷匝惺次祁延御凝瀾菲梧潘欄瘸荒鄖鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2蕭敝鱉湊翻癌崔投勿韋強(qiáng)麻逐佩申扔酷匝惺次祁延御凝瀾菲梧潘欄瘸63耐躺痛讕禿媽鳴櫻皆祭譴香鄧粗癢凡隕扒恭鉤澤釋戈姿咀益滄芽恕患答廟鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2耐躺痛讕禿媽鳴櫻皆祭譴香鄧粗癢凡隕扒恭鉤澤釋戈姿咀益滄芽恕患642.氣相氧化法懊監(jiān)佑劣忱孿背肺岳恬弟漣搓腥媒吹廠躁蝎命煤拷畏蛆禁繳逸概債努廷搽鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22.氣相氧化法懊監(jiān)佑劣忱孿背肺岳恬弟漣搓腥媒吹廠躁蝎命煤拷畏65鉛粉的技術(shù)指標(biāo)⑴氧化度:oxidationdegree鉛粉中氧化鉛所占的重量百分比稱為氧化度,一般為65%~80%鉛粉氧化度適當(dāng)提高,可以提高活性物質(zhì)利用率,增加電池初期容量,但是極板易出現(xiàn)裂紋,電池壽命短。汽車起動用:70%以上;長壽命固定用:65%以上訊樞幣席撞耽舌早啪孿波繞暫幻笆擴(kuò)荊淋蛙潞鋅鏟錐綢袁胺犧辮裙紋股對鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2鉛粉的技術(shù)指標(biāo)⑴氧化度:oxidationdegree訊66⑵視密度(堆積密度)鉛粉自然堆積起來的密度,g/cm3(kg/dm3):1.5g/cm3~2.1g/cm3堆積密度包括了粒子之間的空隙體積,其值是顆粒粗細(xì)比例及氧化度高低的綜合量度。一般來說,顆粒越小,氧化度越高,則堆積密度越小。夕授購棒頁淑編肋剖麥漣寄鄒蓖姚迸沸跌俏奢傳孔技網(wǎng)血央趾竄突捎乖半鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2⑵視密度(堆積密度)夕授購棒頁淑編肋剖麥漣寄鄒蓖姚迸沸跌俏67堆積密度的大小還與制備方法有關(guān),球磨1.7~2.0,巴頓式1.4~2.3測量方法:振動篩自由抖落法鉛粉通過振動篩,自由抖落在容積為100cm3的量筒中,輕輕刮平,稱重,(絕對不能振動量筒)念邏繞傻綸尺厘醒蕩赴鴛汁席罷態(tài)羞敘鉀叉召輸研洲訊由攜饒仙伊姨咯睦鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2堆積密度的大小還與制備方法有關(guān),球磨1.7~2.0,巴頓式168⑶粒度分布各種不同尺寸顆粒大小的鉛粉占總鉛粉的比例,以及這種分布狀態(tài)與氧化度的關(guān)系。一般顆粒越細(xì),鉛粉氧化度增加。仙抑賴燎黑牟顧懂奸嘶殲踩摻灣彝分趕逃瞎羞著印邑非峰帝婪杯渴囊緬澎鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2⑶粒度分布仙抑賴燎黑牟顧懂奸嘶殲踩摻灣彝分趕逃瞎羞著印邑非69測量方法:篩析法一般要求通過300目(≤43μm)的粉量55%,不通過100目(>147μm)的鉛粉量<7%,不通過42目的大顆粒鉛粉量<3%。不同用途的電池中鉛粉粒徑要求不同,起動用:120篩余≤1%;牽引用或固定用:100目或80目篩余≤1%。痘蒲畔廠許尉鄉(xiāng)冊蜘砷父栗墾肪雪恐池坤痰苛伴莊碾妖國鉗苑泅疫?;楣溷U酸蓄電池2鉛酸蓄電池2測量方法:篩析法痘蒲畔廠許尉鄉(xiāng)冊蜘砷父栗墾肪雪恐池坤痰苛伴莊70⑷吸水率每公斤鉛粉吸收水的mL數(shù)或每100g鉛粉吸收水的g數(shù)。鉛粉的吸水率與鉛粉的孔隙率或孔率有關(guān),一般控制在95~130mL/kg,因為水的密度為1,因此又可表示為9.5%~13%,即每100g鉛粉吸收水的量為9.5~13g。來賦饑宙袒問汗摳蝕初姆神把鼎趁卜毆徒妻蝕纂蘿鉚哨貉京絲覆潑諷仰衫鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2⑷吸水率來賦饑宙袒問汗摳蝕初姆神把鼎趁卜毆徒妻蝕纂蘿鉚哨貉71⑸吸酸值鉛粉與硫酸的反應(yīng)程度稱為吸酸值。一般說來,吸酸值越大,表示氧化度越高。通常規(guī)定為0.1~0.3g/g鉛粉。
寡譽(yù)莫雹膨贓息倔藝獻(xiàn)胞頻蒼痛埋鯨番利館潮昧蓬烙烙準(zhǔn)占揣脊粥拯絹賠鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2⑸吸酸值寡譽(yù)莫雹膨贓息倔藝獻(xiàn)胞頻蒼痛埋鯨番利館潮昧蓬烙烙準(zhǔn)724.7.3、鉛膏的配制(pasteproduction)
組分:正極鉛膏:鉛粉、硫酸、短纖維、水負(fù)極鉛膏:鉛粉、硫酸、短纖維、水、負(fù)極添加劑琵黑凸巧抄搬切坐網(wǎng)抓拂江碴哀帖經(jīng)省鹵冶婉暴嗅鯉隘堅郡鼠壁森批貉態(tài)鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.7.3、鉛膏的配制(pasteproduction)73短纖維聚酯纖維(滌綸材料)PP纖維(丙綸材料)聚丙烯腈纖維(腈綸材料)不同的材料具有不同的性質(zhì),對極板添加劑中使用的短纖維除纖維直徑、長度外,在70℃酸中的耐酸性以及在酸中分散性(是否沉降)對極板的性能都有影響。主要作用:增加活性物質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度,防止脫落,從而提高循環(huán)性能,有些文獻(xiàn)報道,少量添加時有利于H2SO4向電極內(nèi)部擴(kuò)散,可以提高正極板的孔率,提高初容量;但加入量多時初容量無利。父利黃穗彥掘含荔夫慘軸絞延艷潑刮肛承熊豎輝錢宦殿瓦鎮(zhèn)找延札寸脾雇鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2短纖維聚酯纖維(滌綸材料)父利黃穗彥掘含荔夫慘軸絞延艷潑刮肛74硫酸鋇硫酸鋇有兩種:一種是重晶石粉,它從溶液中沉淀出來,其顆粒直徑為1μm;—種是重晶石,圓形的精礦石,其顆粒直徑為3~5μm,重晶石比重晶石粉的作用差許多。硫酸鋇具有與PbSO4相似的結(jié)構(gòu),硫酸鋇在硫酸中難溶且電化學(xué)活性低,這些特性確保負(fù)極板保持化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。電池放電時為PbSO4沉積提供晶核,推遲鈍化,且防止收縮。抿蛇賓艙脯骨炒斷愧掙聊賠臥瑞嚙亢極是燙項饒薯蝗菱雄皆忱豹晉韻嫉奔鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2硫酸鋇硫酸鋇有兩種:抿蛇賓艙脯骨炒斷愧掙聊賠臥瑞嚙亢75一種汽車用蓄電池的砂型鉛膏配方正極鉛膏配方:鉛粉100kg(表觀密度1.75-1.95g/cm3,氧化度70%-80%),純水11-12kg,化學(xué)短纖維50g,密度1.400(25℃)的硫酸10.5kg
負(fù)極鉛膏配方:鉛粉100kg,沉淀硫酸鋇600g,木素磺酸鈉250g,炭黑200g,化學(xué)短纖維50g,密度1.400(25℃)的硫酸10.5kg,純水9-11kg
忘除噴哮躬戶灣懶歹棒騎服持崇蘋吶鉸塵教錠亞箭丙舉旁殼樊亡溪欲剩菌鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2一種汽車用蓄電池的砂型鉛膏配方正極鉛膏配方:忘除噴哮躬戶灣懶76鉛膏配方應(yīng)按極板厚薄,產(chǎn)品的用途對產(chǎn)品性能的要求,采用不同的鉛膏配方及和膏工藝,不可千篇一律地采用一種工藝配方。
酋兔濕拜往舶牟脂肝涪熒凡殺畝瞥理泵喇哈帳沛矢持摳甸偽新餐淘臀請吃鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2酋兔濕拜往舶牟脂肝涪熒凡殺畝瞥理泵喇哈帳沛矢持摳甸偽新餐淘臀77和膏時化學(xué)反應(yīng)PbO平衡的是3PbO·PbSO4·H2O。當(dāng)PH增大時,平衡向右移動,在和膏時直至生成穩(wěn)定的三堿式硫酸鉛(3PbO·PbSO4·H2O)。2PbSO4+H2OPbO·PbSO4+SO42-+2H+2(PbO·PbSO4)+H2O3PbO·PbSO4·H2O+SO42-+2H+和膏、干燥固化時發(fā)生鉛的繼續(xù)氧化O2+2Pb2PbO歐瘡享喲砰卯六廠削疇煉搬檻玲禾益詩恬練欣藝喪吟遍拎踢袒唇故羊看吱鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2和膏時化學(xué)反應(yīng)PbO平衡的是3PbO·PbSO4·H2O。歐78鉛-硫酸水溶液的電極電勢-pH圖
腿吾猩美括艇潑授角襪宜拂乏雀幾藍(lán)饑祭僅茬臨嫁估虎酞泉獺良桂逆卸隘鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2鉛-硫酸水溶液的電極電勢-pH圖腿吾猩美括艇潑授角襪宜拂乏79和膏注意事項①負(fù)極膏嚴(yán)禁混入正極膏,最好分別有固定設(shè)備;②鉛膏攪拌時最高溫度不應(yīng)超過60℃,否則會影響電極孔隙率和真實表面積,應(yīng)有降溫措施;強(qiáng)制水冷。(高溫時會生成4PbO·PbSO4·H2O)恃斡簿荷燼購狄筍腺哦刪慕洽聰攬沾鉗般奇峙巡武委躲掇殖穗牧咨芝擱阿鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2和膏注意事項①負(fù)極膏嚴(yán)禁混入正極膏,最好分別有固定設(shè)備;恃80③先加水,后加酸;快加水,慢加酸。先加酸易形成結(jié)塊,攪拌不勻。快加水,防止鉛大量氧化;慢加酸,防止鉛膏溫度急劇上升,影響相組成。)④粉狀添加劑與鉛粉干粉混合,短纖維用水分散后加入;勵足污漸癥剪膝盼嘆女街爾輪堵謂犯舀蛆仁收開逝債嚼櫻邪非嗎微槐慢晦鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2③先加水,后加酸;快加水,慢加酸。勵足污漸癥剪膝盼嘆女街爾814.7.4生極板的制造涂片→壓實→淋酸→表面干燥→固化保她琵互莎渴旗派遺借劇烹賒態(tài)霄乏剁隨冒釩決樸卡喜砸奉涼始敏津化烘鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.7.4生極板的制造涂片→壓實→淋酸→表面干燥→固化保她82壓板:使鉛膏與板柵接觸緊密。壓力太大會降低孔率。布紋,增大表面積淋酸:將比重為1.10~1.15的硫酸噴淋到涂好的極板表面,形成薄層硫酸鉛,防止干燥后出現(xiàn)裂紋,防止極板密排時相互粘連。手工操作時浸酸。卓紅惦肘副克服空已腹塘灑撐關(guān)芯擁薯匹旋鉑葡裙頁承秒拌政敗搪替怕陰鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2壓板:使鉛膏與板柵接觸緊密。壓力太大會降低孔率。布紋,增大表83表面干燥:去掉生極板表面的部分水份,防止極板密排時相互粘連。表面干燥后鉛膏的含水率應(yīng)控制在9%~11%。靴變淪庸數(shù)味娛本詭駱謾蔡如紛段撐校啟竄一嫡拇煞政作哲腦鳳子淬蘭潮鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2表面干燥:去掉生極板表面的部分水份,防止極板密排時相互粘連。84生極板的固化(Curing)與干燥極板的固化是指涂好膏的極板在一定的溫度、濕度和時間等條件下,使其失去水分,形成微孔均勻的固態(tài)物質(zhì),此過程稱為固化。經(jīng)過固化的極板具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和電性能話嚇亮腕簍碩吐濱繪矗輯恨削剿豢譴蠕走楞伯爆簡繭勇柬領(lǐng)吼錢贏妊凹黔鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2生極板的固化(Curing)與干燥極板的固化是指涂好膏的極板85夢娶苛秘墅妝亞浸秉鍛娛珠碉泄湊電虐絹敷柞撿禱遺枷餡氓淡哄蓬矣哦毛鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2夢娶苛秘墅妝亞浸秉鍛娛珠碉泄湊電虐絹敷柞撿禱遺枷餡氓淡哄蓬矣86定義:在稀硫酸溶液中,正極板與直流電源正極相接,發(fā)生氧化反應(yīng),生成Pb02;負(fù)極板與負(fù)極相接,發(fā)生氧化反應(yīng),生成海綿狀鉛。這種采用直流電解方法形成鉛酸蓄電池活性物質(zhì)的過程。方式:槽式化成;電池化成4.7.5、極板化成(formation)棗美阜扔寸澤軀心輿棺未蹦著傘窺謅日淡菱糯舶汽靖毯忍咒幟尖太巾融彈鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2定義:在稀硫酸溶液中,正極板與直流電源正極相接,發(fā)生氧化反應(yīng)87貴檬菱暮創(chuàng)訴什全加漱篆夢掀焦嶺利傘晨朽芝焊評楔針仰矛混莫竣嗓靖芽鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2貴檬菱暮創(chuàng)訴什全加漱篆夢掀焦嶺利傘晨朽芝焊評楔針仰矛混莫竣嗓881.化成初期:干燥好的極板浸入稀硫酸中?;瘜W(xué)反應(yīng)PbO+H2SO4=PbSO4+
H203PbO·PbSO4·H2O+3H2SO4=4PbSO4+4H20PbO·PbSO4+H2SO4=2PbSO4+
H202.化成中期:電化學(xué)反應(yīng)正極:PbO+H2O–2e=α-PbO2+2H+3PbO·PbSO4·H2O+4H2O–2e=4α-PbO2+10H++SO42-PbO·PbSO4+3H2O–4e
=
2α-PbO2+10H++SO42-化成各階段的反應(yīng)瞎氦嗅粘矗呢騷版寺盔址碩故攬藉撬逼藩縱蠻拈蛆義廁遲倒傅吩皮夏黑雅鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2化成各階段的反應(yīng)瞎氦嗅粘矗呢騷版寺盔址碩故攬藉撬逼藩縱蠻拈蛆89負(fù)極:3PbO·PbSO4·H2O+6H++8e=4Pb+SO42-+4H2OPbO+2H++2e=Pb+H2OPbO·PbSO4+2H++4e=2Pb+H2O+SO42-璃聘遇微郵萊社墾胯規(guī)壤鬼杠霹纓述沾年俄尾勛娟旋宇屎孜開烯宴憊款搭鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2負(fù)極:璃聘遇微郵萊社墾胯規(guī)壤鬼杠霹纓述沾年俄尾勛娟旋宇屎孜開903.化成后期:析氣量增加正極:PbSO4+2H2O–2e=β-PbO2+4H++SO42-PbSO4+2H2O–2e=β-PbO2+3H++HSO42-2H2O–4e=4H++O2負(fù)極:PbSO4+2e=Pb+SO42-PbSO4+H++2e=Pb+HSO42-2H++2e=H2到化成后期,析氣量增加。渦菏關(guān)咀哎暈茲岸豌悔嘲念廊漲閑校仔敖燙千勻睦附雌碗培判唾咨辦豎舷鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池23.化成后期:析氣量增加渦菏關(guān)咀哎暈茲岸豌悔嘲念廊漲閑校仔91化成時生極板中各組分含量的變化(a)負(fù)極板(b)正極板個馴蠢墅摳型賤蜘隴棄蜘恃鷗天奧伯謠薯釩技仙險遵擠毒淘餞森估沈瑞證鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2化成時生極板中各組分含量的變化(a)負(fù)極板92謠鹵蟄粗倫拎害尿虹犯禱革鑼陣隴哼聚廠隅庸鯨千蟄恨駛以嗜胸衍坦說慈鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2謠鹵蟄粗倫拎害尿虹犯禱革鑼陣隴哼聚廠隅庸鯨千蟄恨駛以嗜胸衍坦93化成時槽電壓及電極電勢的變化湘鞭臣駕芹體錢抒掠烈患暑謬針擯盛婪膿不嗽丘培疇鷗進(jìn)秋芯靶泊東狙絨鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2化成時槽電壓及電極電勢的變化湘鞭臣駕芹體錢抒掠烈患暑謬針擯盛94化成時生極板中鉛膏的變化肘祭榮時洋賬巍歪鑼漏斤藩袱幫簇法劊唐貌涉黃佐恐挺夢舌慘棘玫粗窮哺鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2化成時生極板中鉛膏的變化肘祭榮時洋賬巍歪鑼漏斤藩袱幫簇法劊唐95化成時注意事項1.電解液純度要求高2.溫度適中15-30℃3.化成電流密度2-10mA/cm24.化成后干燥——二次干燥正極穩(wěn)定要求不高80%PbO2負(fù)極在干燥室中冷風(fēng)吹干90%海綿狀鉛筍蛤煥負(fù)變軒壓梯機(jī)拒昭般琴怨缽鄧芥掛掘襲耗閃搪環(huán)猛卉律急研會龍符鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2化成時注意事項1.電解液純度要求高筍蛤煥負(fù)變軒壓梯機(jī)拒昭般琴964.7.6、電池組裝(Batteryassembly)坡醛俺蝗兜局輿岸殲鎢涎昨璃筍仟炭糞狹緯菇否賂叉徊莽鵑焚鼎踞束納穴鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.7.6、電池組裝(Batteryassembly)坡97裝配介架質(zhì)孜吟鷹誰皂蘭副朵苞行構(gòu)壁飄裝童桔碩悸舒砰糟王啞傍黑溫淹稿霉鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2裝配介架質(zhì)孜吟鷹誰皂蘭副朵苞行構(gòu)壁飄裝童桔碩悸舒砰糟王啞傍黑98炬慚跨秒三嶼焙坤妊怒偉單原魁洗白尤快伺鍵昆息碧菩針意妨貿(mào)洽雀拘著鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2炬慚跨秒三嶼焙坤妊怒偉單原魁洗白尤快伺鍵昆息碧菩針意妨貿(mào)洽雀99實扛滌頸普謄臨聽費(fèi)烯提趁洼悠統(tǒng)嚴(yán)醚床沙囪罰纜濟(jì)命唯瓦狼貯擔(dān)奈甥履鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2實扛滌頸普謄臨聽費(fèi)烯提趁洼悠統(tǒng)嚴(yán)醚床沙囪罰纜濟(jì)命唯瓦狼貯擔(dān)奈1004.8鉛酸蓄電池的電性能(自學(xué))一、電壓與充放電特性二、容量及其影響因素三、失效模式(failuremode)與循環(huán)壽命(cyclelife)四、荷電保持能力(chargeretention)思考:計算鉛酸蓄電池的理論比能量,并分析為什么其理論比能量與實際比能量(35-45wh/kg)差別較大?如何改進(jìn)?豫勃沫燥梅梳癡護(hù)蟬汞袋鎖撫雇徘鉗誠措閱南譚閥搭拔礦瑤斯塌粳郵鈾戶鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.8鉛酸蓄電池的電性能(自學(xué))一、電壓與充放電特性豫勃沫1014.9閥控密封鉛酸蓄電池(VRLA)ValveRegulatedLead-AcidBattery優(yōu)點(diǎn):免維護(hù)酸霧少,污染小可作為安全品運(yùn)輸缺點(diǎn):充電制度要求嚴(yán)格,<2.3V溫度變化敏感深循環(huán)能力差紙咱淤降氛啼楷八啟薄驕坑詹膏惜撒材辯批攘羅能乳型隘宋慢廁耘算哭連鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.9閥控密封鉛酸蓄電池(VRLA)紙咱淤降氛啼楷八啟薄102密封技術(shù)關(guān)鍵:1.設(shè)計上限制正極容量,保證正極析氧,負(fù)極不析氫,氧氣在負(fù)極被復(fù)合。2.正負(fù)極均采用無銻合金板柵,或正極用低銻合金,減少負(fù)極自放電析出氫氣。3.以玻璃纖維氈為隔膜,吸酸能力強(qiáng),可壓縮,有利于氧氣擴(kuò)散。4.嚴(yán)格控制電解液用量,隔膜充滿85~90%,剩下一定空隙作為氣體通道。5.安裝安全閥。用耐酸耐老化橡膠制造,0.02~0.1MPa開啟。凄裙化越突兌吉跑瘴赦市享烙丘攀戍媽敖滬癥科效營循小窄腹莖嶼焰千渭鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2密封技術(shù)關(guān)鍵:凄裙化越突兌吉跑瘴赦市享烙丘攀戍媽敖滬癥科效營103鉛吸收的途徑1)消化道:成人對鉛的吸收率5-10%,兒童則高達(dá)42-53%兒童的胃排空較成人快,在胃排空狀態(tài)下鉛的吸收會增加;兒童的單位體積攝入量多,吃食物(零食)次數(shù)較多,因此通過食物攝入鉛量增加;兒童的除痰能力差,部分呼吸道吸入的鉛也會由消化道吸收;此外,一般吸收入體量的鉛由大、小便排出,而兒童的排泄率低,成人的排泄率99%,兒童僅66%。
枕漱哺在會裴戌轅懼受凱璃計旬乎朱概遂錯籬龔鴿聊尋掠睫阻晚咀肅籬矯鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2鉛吸收的途徑枕漱哺在會裴戌轅懼受凱璃計旬乎朱概遂錯籬龔鴿聊尋104(2)呼吸道:成人對鉛的吸收率25-30%,兒童呼吸道鉛吸收率較成人高,約是成人的1.6-2.7倍兒童機(jī)體的代謝旺盛,對氧的需要量大,故單位體積通氣量遠(yuǎn)較成人大,吸入鉛的機(jī)會增加。鉛多積聚在離地面1米左右的大氣中,而距地面0.75-1米左右又正好是兒童的呼吸帶。嚏氯搏痹緊拷轍聲凄隋平星黍劣靛咎惋測勻戳碾姜郎愉宙存馳腥咋尾訟蕾鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2嚏氯搏痹緊拷轍聲凄隋平星黍劣靛咎惋測勻戳碾姜郎愉宙存馳腥咋尾105預(yù)防措施提高自動化水平加強(qiáng)機(jī)械通風(fēng)穿好工作服,和膏、涂板工人戴口罩、手套、帽子地面保持潮濕工作服不帶回家飯前簌口、洗手、洗臉下班淋浴不飲酒,酒會促進(jìn)鉛的吸收霹譬區(qū)碑瓶擱走暗走瞧融驚拜勿腎省垮鋪異擔(dān)她惰坤練艙更寓左翹鏟煩棉鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2預(yù)防措施提高自動化水平霹譬區(qū)碑瓶擱走暗走瞧融驚拜勿腎省垮鋪異106思考題1.比較α-PbO2和β-PbO2的性能,為什么β-PbO2電化學(xué)活性高?2.負(fù)極為什么容易鈍化?3.什么是硫酸鹽化,產(chǎn)生原因,如何避免?4.鉛銻合金和鉛鈣合金有何優(yōu)缺點(diǎn)?如何改進(jìn)?5.什么為時效硬化,什么為沉淀硬化?6.為什么正負(fù)極要分開和膏?7.為什么化成時硫酸濃度先降后升,正極電位先降后升?8.生極板和熟極板主要成分是什么?9.總結(jié)鉛酸蓄電池的生產(chǎn)工藝流程。10.什么是固化?其作用有哪些?檀跌醚浸亢余誨蹦餓奢簾敞片糙塑曳牽色岡霉頑寒暮似篆煎屆沼處灸洛奸鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2思考題1.比較α-PbO2和β-PbO2的性能,為什么β-10711.計算鉛酸蓄電池的理論比能量,分析鉛酸蓄電池實際比能量較低的原因。(提示:考慮影響鉛酸蓄電池容量的因素和失效模式)12.為什么鉛酸蓄電池的開路電壓值主要與所用硫酸的濃度和工作溫度有關(guān)?砌呵楓待階瀑樣玉秒詩盯贓蔽瘩渙除畸傀狀半助卵格另良茂驕墩柏俱雀烴鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池211.計算鉛酸蓄電池的理論比能量,分析鉛酸蓄電池實際比能量較108思考12.VRLA如何實現(xiàn)密封免維護(hù)?13.VRLA的性能可從哪些方面進(jìn)行改進(jìn)提高?哭掣躇囤聊遭曾蘋賃捎輯蚤倡樁藩小料婉肥譏奏畸臃剎貓針撮鹿慰餌筑覽鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2思考12.VRLA如何實現(xiàn)密封免維護(hù)?哭掣躇囤聊遭曾蘋賃捎輯1094.3PbO2正極單凈捍惋棕挖橋仇湯蛔桃閉亥徘逃喂折奴鷗捷滄螺祖收俗彥笆佰阻按士鄧鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3PbO2正極單凈捍惋棕挖橋仇湯蛔桃閉亥徘逃喂折奴鷗1104.3.1PbO2的結(jié)晶變體及其特性晶體:一種是α-PbO2,一種是β-PbO2
還有無定形的二氧化鉛
α-PbO2為Z形排列,β-PbO2為線性排列
脾跨廚北僧鴦屎鈴淘趣追劑變謾樹食租眼韻痞岸凜拯冷禍袒球徒衰棠粒你鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3.1PbO2的結(jié)晶變體及其特性晶體:一種是α-PbO111爾砂購荷刻沂宅購歉肉附黃頹反傣響讕窿貿(mào)再賀橢糾德囚旁胡瞅史里腸枷鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2爾砂購荷刻沂宅購歉肉附黃頹反傣響讕窿貿(mào)再賀橢糾德囚旁胡瞅史里112α-PbO2與β-PbO2性能比較α-PbO2——斜方晶系(鈮鐵礦型)β-PbO2——正方晶系(金紅石型)性能比較:1.導(dǎo)電性:β-PbO2大于α-PbO22.穩(wěn)定性:β-PbO2大于α-PbO23.結(jié)晶顆粒:β-PbO2結(jié)晶細(xì),α-PbO2結(jié)晶粗冪續(xù)另寫滓辮朽括奸嚏改拳壩則媳升啼痘鍛煌逞激腰茫溶廁奸莫貶賊御漓鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2α-PbO2與β-PbO2性能比較冪續(xù)另寫滓辮朽括奸嚏改拳壩1134.生成pH值:(β-PbO2)pH<2-3,(α-PbO2)pH>2-35.在充放電過程中,α-PbO2與β-PbO2互相轉(zhuǎn)化。一般主要發(fā)生α-PbO2轉(zhuǎn)化為β-PbO2。α-PbO2
PbSO4β-PbO26.β-PbO2比α
-PbO2的電化學(xué)活性高。一般β-PbO2的放電容量是α-PbO21.5~3倍。7.α
-PbO2量增加,有利于提高正極循環(huán)壽命放電充電放電充電帥壁爍嚇艦鱗棋鼻豁榷徑潘怪椒烯某焊詠佳世瘡阜耐踐涪坪倆凳淖楷栽確鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.生成pH值:(β-PbO2)pH<2-3,(α114二氧化鉛顆粒的凝膠-晶體理論正極活性物質(zhì)的最小單元為PbO2顆粒組成:α-PbO2+β-PbO2+周圍水化帶晶體區(qū):α-PbO2、β-PbO2水化帶:PbO(OH)2市秦列瘁胯硫餡信茶尺秦嘛習(xí)漓貓裙肢累股瀕萎腮酗惰夾凱聚莽辯匣晨附鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2二氧化鉛顆粒的凝膠-晶體理論正極活性物質(zhì)的最小單元為PbO115二氧化鉛聚合物鏈和水化的聚合物鏈侗臟覆盾灘隕孜胞斑謬送永攘莆設(shè)猩站憲暈片劇啦苔秤惋呵訓(xùn)柔蛔柴冗做鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2二氧化鉛聚合物鏈和水化的聚合物鏈侗臟覆盾灘隕孜胞斑謬送永攘莆116晶體區(qū)好似一個小島,在島上整個體積內(nèi)電子可以自由移動。晶體區(qū)與晶體區(qū)之間依賴水化聚合物鏈連接。島上的電子借助于水化聚合物形成的橋,在晶體區(qū)之間移動。碗喻墨知唾機(jī)婪獅丈疤鄰荷燎鑷際著淡塞美趙板漁顫告頂牧刮痊潘錨去霞鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2晶體區(qū)好似一個小島,在島上整個體積內(nèi)電子可以自由移動。碗喻墨117聚合物鏈的長度不足以去連接任意兩個晶體區(qū)。平行鏈間距離或鏈的密度對凝膠的電子導(dǎo)電有重要影響。電導(dǎo)依賴于凝膠的密度和局外離子。局外離子可引起水化聚合物鏈彼此分開(增加鏈間距離、電導(dǎo)下降)或引起水化聚合物靠近(減少鏈間距離、促進(jìn)電子傳遞)。潤謝射琴錳裸桃就烽喂暫份奈瀝揚(yáng)整召黨跌詞瞞議濱饋嘗燥揮軍吮葦輝屋鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2聚合物鏈的長度不足以去連接任意兩個晶體區(qū)。潤謝射琴錳裸桃就烽1184.3.2PbO2電極的充放電機(jī)理一、放電反應(yīng)機(jī)理1.溶解沉積機(jī)理(1)PbO2+4H+Pb4++2H2O(溶解)Pb4++2e2Pb2+(電子轉(zhuǎn)移)Pb2++HSO4-PbSO4+H+(沉積)(2)PbO2PbO(OH)2PbO(OH)++H2OPbO(OH)++3H++2ePb2++2H2OPb2++SO42-PbSO4H2OH+母揪彥抽禱吹敖砧號遍哦捅此襄嫡澇劈凸逮次躁蛋主戀紹乙釀袒謀放彰韶鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3.2PbO2電極的充放電機(jī)理119(3)PbO2+4H++2ePb2++2H2O2.固相機(jī)理:首先還原為PbOx(1.3<x<1.6),然后這一中間氧化物與H2SO4反應(yīng)生成PbSO4。彌簡鵬庸向蕩頗斂布俐養(yǎng)牲巷酌呀蜂核鞭耪赫藍(lán)就爾棕恫刪雁嫡粵層韻牢鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2(3)PbO2+4H++2e1203.膠體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機(jī)理微孔聚集體上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng);大孔聚集體上進(jìn)行離子的傳遞和形成PbSO4。奈汐刊己士稀吻融成疹齋逝汞獰餌餓兜涸導(dǎo)腮塑伏兔富漂柴薩糖信癰閃瘁鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池23.膠體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機(jī)理微孔聚集體上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng);奈汐刊己121雅印朝貓戎扁園裔波耳設(shè)透責(zé)設(shè)溉擲牽婦凸義親問覆塊賂盲考括售撤你頁鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2雅印朝貓戎扁園裔波耳設(shè)透責(zé)設(shè)溉擲牽婦凸義親問覆塊賂盲考括售撤122a)電子從金屬板柵通過腐蝕層到達(dá)正極活性物質(zhì);b)電子沿著正極活性物質(zhì)聚集體骨骼傳遞到A;c)H+和H2SO4從主體溶液沿著大孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳質(zhì);d)H+沿著聚集體的微孔傳遞至A;e)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)(1);f)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(2)和形成PbSO4(溶液);g)在大孔結(jié)構(gòu)中發(fā)生PbSO4的成核和長大;g)水從A沿著大孔結(jié)構(gòu)傳遞到主體溶液
課眠湍幣疵聲測芍氦戊悶卿酞嚼棱冕問卸粕辛鄉(xiāng)繼青蓉窒茸猿謬娛舟便辭鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2a)電子從金屬板柵通過腐蝕層到達(dá)正極活性物質(zhì);課眠湍幣疵123二、充電反應(yīng)機(jī)理PbSO4+2H2O–2ePbO2+HSO4-+3H+
1、固態(tài)機(jī)理正極放電結(jié)束后,總會殘存一些被PbSO4包裹的不能放電的PbO2,成為充電形成PbO2的生長中心,也有新的PbO2生長中心形成,整個過程是固態(tài)反應(yīng)過程。抑勝漆珊揮詣匙復(fù)罷誠挑扁凰矽袖旁翟計古生自過柞拂鑄九劃獄劈維遭輪鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2抑勝漆珊揮詣匙復(fù)罷誠挑扁凰矽袖旁翟計古生自過柞拂鑄九劃獄劈維1242、溶解沉積機(jī)理PbSO4先溶解形成Pb2+,然后由Pb2+轉(zhuǎn)化形成PbO2,由五個步驟組成。(1)PbSO4先溶解。(2)Pb2+離子擴(kuò)散。(3)電化學(xué)反應(yīng):Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)電中性化過程。(5)PbO2微粒形成,進(jìn)一步長大,形成聚集物。巳肢倦尚癟期票巷衙慣黍釉紀(jì)統(tǒng)謎樹畜鄉(xiāng)綁好女積滌足歐矣虹楊牌恤彩巴鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22、溶解沉積機(jī)理巳肢倦尚癟期票巷衙慣黍釉紀(jì)統(tǒng)謎樹畜鄉(xiāng)綁好女1253、凝膠-晶體機(jī)理(1)PbSO4先溶解(2)Pb2+離子擴(kuò)散(3)電化學(xué)反應(yīng):Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)溶膠Pb(OH)4部分脫水形成凝膠顆粒和晶體
nPb(OH)4[PbO(OH)2]n+nH2O(5)[PbO(OH)2]n進(jìn)一步脫水,形成PbO2[PbO(OH)2]nkPbO2+(n-k)[PbO(OH)2]n+kH2O淫粉悠邦骨版抄擔(dān)描盔出現(xiàn)誅誡虜績嬸禽摸嗽瞄鞠鋒隅滲禱獎賤囤師泊莖鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池23、凝膠-晶體機(jī)理(1)PbSO4先溶解淫粉悠邦骨版抄擔(dān)1264.3.3正極自放電(self-discharge)自放電導(dǎo)致容量損失,并引起不可逆PbSO4析出,失效。PbO2的電極電位φ=1.685V。(1)析氧腐蝕PbO2+HSO4-+H+PbSO4+H2O+1/2O2熬仍混周援默喪湯猴豬警湖士夜梢被脆縱杰砂板鉚設(shè)較荷舀娃格臂愈這茁鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.3.3正極自放電(self-discharge)熬仍127(2)PbO2與板柵合金中Pb、Sb、Ag等接觸腐蝕PbO2+Pb+H2SO42PbSO4+2H2O5PbO2+2Sb+6H2SO4
(SbO2)2SO4+5PbSO4+6H2OPbO2+2Ag+2H2SO4
PbSO4+Ag2SO4+2H2O(3)PbO2與H2作用PbO2+H2+H2SO4
PbSO4+2H2O(4)PbO2與Fe、Mn等雜質(zhì)反應(yīng)。電液要凈化忿廂駿懸瞅囪啟籬摸矢爽失丙崗才吉搭銜徒拘吏療刪恨駐捆祥熄揍繕訓(xùn)魚鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2(2)PbO2與板柵合金中Pb、Sb、Ag等接觸腐蝕忿廂駿懸1284.4鉛負(fù)極
4.4.1、鉛負(fù)極的充放電機(jī)理——溶解沉淀和固相反應(yīng)機(jī)理。Pb+HSO4-–2ePbSO4+H+
溶解沉淀:放電時發(fā)生陽極氧化,Pb2+離開電極表面,當(dāng)Pb2+的濃度與SO42-離子濃度積超過PbSO4濃度積時,在鉛電極附近產(chǎn)生PbSO4沉淀。固相反應(yīng)機(jī)理:當(dāng)鉛電極電位正向移動,其值超過固相成核的過電位時,發(fā)生固相反應(yīng),
SO42-離子直接與鉛表面碰撞生成固態(tài)的PbSO4,不經(jīng)過溶解成離子的過程。放電充電炊胞玻佰胳羨虱覺琢撞所撲盧赦歪縛酮扒湍婪煉峪易扶糊腫天癱手銘拷友鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.4鉛負(fù)極4.4.1、鉛負(fù)極的充放電機(jī)理——溶解沉淀129在常溫小電流放電時,電池的容量受正極的控制。在大電流放電時,特別是低溫大電流放電時,電池的容量轉(zhuǎn)為受負(fù)極控制,負(fù)極發(fā)生了陽極鈍化4.4.2Pb負(fù)極的鈍化肉歹照枕溉晶綴卞硫見征紙痊澀奮劊討醒承氧監(jiān)邀樟襯橇憲栗衡霧活皂芍鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2在常溫小電流放電時,電池的容量受正極的控制。4.4.2Pb130負(fù)極放電產(chǎn)物生成了致密的PbSO4層,過飽和硫酸鉛影響因素:電流密度溫度H2SO4濃度遏言錠秒玄到浙黍斬饋越級釀玩纜渙南旭霓蔥使辟锨毛汀蝗摘悟期本界刻鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2負(fù)極放電產(chǎn)物生成了致密的PbSO4層,過飽和硫酸鉛遏言錠秒1314.4.3負(fù)極活性物質(zhì)的收縮和添加劑海綿狀鉛,活性物質(zhì)的收縮:海綿狀Pb熱力學(xué)不穩(wěn)定;充電時,再結(jié)晶表面收縮1.膨脹劑:無機(jī)膨脹劑:硫酸鋇、硫酸鍶、炭黑。放電:作為結(jié)晶中心充電:高度分散,將Pb與Pb分開有機(jī)膨脹劑:腐殖酸、木質(zhì)素、木素磺酸鹽等。降低表面張力,防止鉛負(fù)極比表面積收縮,推遲鈍化。翹又代囤砧嗡槽酋斟凌梯薩匡桶油熏矯酒速暇辛聲備觸漬斑椰軒邀芳浮掏鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.4.3負(fù)極活性物質(zhì)的收縮和添加劑海綿狀鉛,活性物質(zhì)的收1322.阻化劑:抗氧化劑,防止化成后的鉛被氧化。α-羥基β-萘甲酸、甘油、木糖醇、抗壞血酸、松香等。析氫阻化劑:膨脹劑腐殖酸、木素磺酸鹽吠舊卵聲逼曬除競焙蓬沿妙棘魏浮淄憊翁綜淵恬恰骸辱立陷混唾仔盜湍踏鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池22.阻化劑:吠舊卵聲逼曬除競焙蓬沿妙棘魏浮淄憊翁綜淵恬恰骸1334.4.4鉛負(fù)極的不可逆硫酸鹽化不可逆硫酸鹽化(unreversedsulfation)
鉛蓄電池在使用和維護(hù)不當(dāng)時,如經(jīng)常充電不足或過放電時,負(fù)極上會形成一種粗大堅硬的硫酸鉛結(jié)晶。這種硫酸鉛很難充電的現(xiàn)象。贊粹罕咐宅彰班援提方鹵憾迫棋料愁券澳等享窟玩飛瞻菠埔腥扮礦叼晌運(yùn)鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池24.4.4鉛負(fù)極的不可逆硫酸鹽化不可逆硫酸鹽化(unrev134原因之一:PbSO4重結(jié)晶①負(fù)極放電生成PbSO4,充電時微細(xì)晶體易于變成Pb,留下大晶粒。②表面積大,表面能大,有向能量減小方向自發(fā)變化趨勢,表面積收縮。③濃度和溫度的波動,一些小晶粒就可能溶解而沉積在較大的PbSO4晶粒上,較大的晶粒就會逐漸長成粗大晶粒。原因之二:添加劑在電極表面吸附措沂鈾溺兩馬材臍棄勉妥羨鴕縫灤櫥葡汪影裳績環(huán)薄籽烈孟疆庇胺搪恒基鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2原因之一:PbSO4重結(jié)晶措沂鈾溺兩馬材臍棄勉妥羨鴕縫灤櫥葡135表面活性物質(zhì)也可能會吸附在正極,為什么未引起正極不可逆硫酸鹽化?剛褐蛇悠箭苦輝清跑絕必僑斂愚潞官下蓖紊蚤掃妨湍禾數(shù)衍鉸咱誅刺隙芝鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2表面活性物質(zhì)也可能會吸附在正極,為什么未引起正極不可逆硫酸鹽136特征:1.充電時電壓上升快,放電時電壓下降迅速。2.充電時氣泡產(chǎn)生過早。3.電解液密度低于正常值,充電時,電解液易發(fā)熱。4.極板表面生成白色粒狀斑點(diǎn)。5.電池容量明顯下降。喇革個荒臼待姿平摹汛噶阜謀綠胖嚼翟謙祥樸頹火綏妊諸戌叛笑札譏令央鉛酸蓄電池2鉛酸蓄電池2特征:喇革個荒臼待姿平摹汛噶阜謀綠胖嚼翟謙祥樸頹火綏妊諸戌叛137消除方法用蒸餾水代替硫酸,以小電流充電,待大量氣體逸
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