稀土元素作为铅基板栅合金添加剂的研究综述

铅基板栅合金作为铅酸蓄电池中的非活性物质材料,在整个电池体系中占据重要地位,直接影响到电池的电化学性能。稀土金属作为铅基板栅合金的添加剂,可以有效地改善板栅的力学性能和电化学性能,提升板栅合金的耐腐蚀性,延长循环寿命。本文综述了铅基板栅合金添加稀土金属的相关研究,针对稀土金属添加剂对铅基板栅合金的影响进行了总结,并展望了稀土合金在工业铅酸蓄电池中的应用前景。     

稀土铅基板栅合金对动力型铅酸电池性能的影响

本文研究了稀土铅基板栅合金对动力型铅酸蓄电池性能的影响。首先选用含稀土元素镧的铅基合金板栅组装成动力型铅酸蓄电池,根据《电动汽车用铅酸蓄电池》(QC/T 742—2006)标准对电池的容量、放电性能、充电接受能力、循环寿命和装车行驶里程进行了测试。测试结果表明:添加稀土元素的电池相对于普通电池,初始容量稍有下降;任何温度下稀土元素都能提高电池的放电性能,尤其在低温和高温时,效果更加明显;添加稀土元素的动力电池的快速充电接受能力明显高于普通电池的;稀土添加剂可以提高电动汽车用动力电池的循环使用寿命。电动汽车行驶结果表明,前200次循环以内,使用稀土铅基板栅合金电池和普通电池时的行驶里程相当,但200次循环使用后,使用普通电池时的行驶里程急剧减少,而用稀土电池在第600次循环时的行驶里程还能达到38 km。     

深循环铅酸蓄电池的研究

研究了正极合金材料、负极添加剂和正负板栅比例对深循环铅酸蓄电池循环寿命的影响。试验表明 :在Pb Sb和Pb Ca合金中添加Cd ,提高了电池的循环寿命 ,而以Pb、Sb、Cd合金作为正极材料的电池寿命最长 ;适量的负极添加剂是提高电池低温性能和充电接受性能的关键 :用量过少 ,低温性能不好 ,用量过多 ,充电接受性能较差 ;合理的正负板栅比例可以提高电池的循环寿命     

一种环保、经济型电动自行车用电池负板合金生产工艺的研究与探讨

采用冷加工改进负板合金的生产工艺,并从降低合金铅成本,负板合金的金相、光谱数据,板栅与活性物质结合情况,电池的初期容量、低温性能、循环性能等几个方面展开研究。实验结果显示,通过改进负板合金生产工艺,电动自行车用铅酸蓄电池用铅成本大幅降低,而且电池的初期容量、低温性能、循环性能不受影响。     

稀土铅锑合金的性能

利用稀土元素(RE)替代砷配制了新型无砷稀土铝锑合金,考察了其硬度、析气性能和耐腐蚀性能,分析了合金腐蚀产物的组分,观察了合金的微观组织形态.结果表明,稀土铅锑合金具有作为免维护铅酸蓄电池所要求的高析氢过电位和强耐腐蚀性能,其硬度值达到了板栅合金的机械性能要求,腐蚀产物是导电性能良好的α-PbO_2,与Pb-Sb-As合金比较,采用此种板栅合金制做的蓄电池在充电和贮存时析气量小、耗水量少.因此稀土铅锑合金可以用作免维护铅酸蓄电池板栅合金材料.     

Bi对铅酸电池循环性能的影响

在铅酸电池用Pb-Ca-Sn-Al合金中添加不同量Bi,采用Tafel曲线、循环伏安和恒流放电等测试进行了板栅腐蚀、容量的研究.结果表明:Bi的加入有利于提高腐蚀膜的导电性,但加速了铅酸电池的容量衰减.     

铅酸电池轻量化板栅的失效机理

为了提高铅酸电池的能量密度和寿命,发展轻量化的板栅以取代比重大的铅板栅,具有重要的实际意义.铅酸电池用轻量化板栅的失效主要是由板栅在电化学环境下腐蚀所引起的.因此,板栅在酸性条件下抗电化学腐蚀的能力对铅酸电池的性能和寿命有很大的影响.笔者总结了轻质金属板栅、轻质合金板栅和铅炭板栅的发展状况,以及其用于铅酸电池时的失效机...     

退运铅酸蓄电池性能及修复技术研究

利用内阻测试仪、充放电测试仪对退运铅酸蓄电池性能特性进行了分析;综合电解液补充-充放电循环-脉冲修复等手段对退运铅酸蓄电池进行修复。研究结果表明,运行10年变电站用铅酸蓄电池性能劣化严重,电池内部正负极板栅基本腐蚀断裂,内阻显著增大,无法修复;运行6年的蓄电池外观状态良好,内阻增大,内部栅筋出现腐蚀,经过修复容量可提升10%,修复意义不大;运行3年的蓄电池内阻增加不明显,经过修复后容量可以恢复到80%以上。     

电动自行车用超长寿命铅酸蓄电池的研发

本文围绕电动自行车用长寿命铅酸蓄电池的研发,从电池内部结构设计、板栅合金、固化及充电化成工艺四个方面进行了研究。实验结果表明:采用整体铸焊、汇流排直连胶封的结构,能够延长大电流用户电池的使用寿命;板栅合金中添加稀土和银,能够提高板栅的耐腐蚀性和蠕变强度;合理的固化工艺及充电量可使板栅和活性物质的结合强度提高,大大延长电池的使用寿命。     

铅酸蓄电池新型正极板栅--复合钛板栅

研究了用热形成法在钛表面制备的钛基氧化物半导体(N1、N2)以及半导体上电镀铅后作为正极板栅的可行性,并与铅锑合金、铅钙合金板栅进行了单电极模拟电池对比实验,实验条件完全相同。考核标准参照GB5008.1 91启动电池标准进行。实验结果表明:经过镀铅后的N2钛基氧化物板栅(复合钛拉网板栅)在与铅基合金板栅相同膏量的情况下,容量均能达到设计值的要求;寿命经过4个大循环单元后,铅基合金腐蚀断裂,而复合钛拉网板栅仍然完好,没有明显腐蚀,只是活性物质有些脱落。说明复合钛拉网板栅无论从导电性还是耐腐蚀性均能满足铅酸蓄电池正极板栅的要求,而且其具有质量轻、高强度、优良的耐腐蚀性能,对于提高铅酸蓄电池比能量、延长蓄电池寿命具有非常重要的意义。     

正极铅膏与板栅质量比对阀控式铅酸动力电池性能影响的研究

正极板作为阀控式铅酸蓄电池的主要组成部分之一,对电池性能具有十分显著的影响。笔者研究了电动自行车用阀控式铅酸电池的两种正极用板栅与铅膏的质量比（用符号ζ表示）对电池性能的影响。随着板栅质量由21 g降至17 g,实验电池的内阻增加约12%,但12 V 20 Ah电池初期性能（容量、低温容量、大电流放电）无显著差异。另外,如果控制板栅质量不变,当正极板的ζ由4.18增至4.29时,冲网板栅实验电池的循环寿命增加了7%,但当ζ继续增加至4.47后电池寿命反而降低了5%。     

3-FM-4型循环用密封铅酸蓄电池的改进

介绍了3－FM－4型循环用密封铅酸蓄电池改进后的性能。通过完善板栅结构设计，优化电池材料以及改进电池工艺，使电池具有良好的密封反应效率，循环寿命和过放电后容量恢复能力。     

镧对铅酸蓄电池铅钙合金性能影响研究

在铅钙合金中增加稀土元素镧,制Pb-Ca-La合金,并与普通合金的电性能试验数据进行比较;采用循环伏安法,交流阻抗技术及SEM研究合金在1.2800g/cm3硫酸溶液中所形成的阳极腐蚀膜特性。结果表明:稀土镧能够提高合金板栅的硬度和延伸率,提高析氢、析氧过电位,有利于铅酸电池各种电性能的提高。恒流腐蚀失重实验表明:增加镧元素后的稀土合金具有较好的耐腐蚀性;含镧元素稀土合金在板栅表面形成的腐蚀界面更有利于增强活性物质和板栅结合力的提高。     

铅酸蓄电池的发展及用途

铅酸蓄电池是法国人普兰特于1859年发明的,它经历了以下几个阶段:第一阶段是发明后至1881年由富莱和布鲁希二人制成涂膏式极板,使铅酸蓄电池的制造工艺有了很大进步;第二阶段是铅锑合金板栅的出现:1882年赛隆采用铅锑合金制造板栅,大大提高了电池极板的强度,使铅酸蓄电池的寿命有了较大提高,因为板栅腐蚀和板栅变形是铅酸蓄电池寿命终止的主要原因。铅酸蓄电池的快速发展是在20年代使用胶体     

VRLA电池正极板添加剂及其对电池性能影响的研究

四碱式硫酸铅(4BS)是一种重要的铅蓄电池正极板铅膏添加剂,使用4BS可以有效避免铅钙合金的高阻抗钝化膜引起的活性物质失效和蓄电池早期容量损失(PCL),从而可以显著地延长铅酸蓄电池的循环使用寿命。文中介绍了4BS的结构、电化学性质及其对铅酸蓄电池性能的影响,评述了4BS延长铅酸电池循环寿命的原理,研究了Addenda种子在改善电池极板化成、提高初始容量和循环寿命方面的作用。结果表明,Addenda种子作为标准添加剂在和膏时加入与铅粉等一起被制成铅膏,能够大大提升铅酸蓄电池的性能,特别是有效解决了蓄电池的容量衰减,延长了蓄电池的寿命。     

铅酸蓄电池板栅和合金设计中的几个因子

在铅酸蓄电池板栅和合金设计中,必须注意合金的成分和比例、板栅尺寸、表面积和质量与活性物质的关系,它们对电池的性能有重大影响。本文简要地讨论了与此有关的3个因素:r因子、γ因子和α因子,对它们的意义和对合金以及电池性能的影响进行了分析。叙述了Pb Ca Sn合金中锡、钙的含量对合金的金相、耐腐蚀性能和力学性能的影响;介绍了一种高表面积的网状结构的玻璃碳(RVC)铅酸蓄电池板栅。     

电镀铝基负极板栅铅酸蓄电池的研究

主要研究了铝合金基体上电镀铅锡合金的工艺条件,铝合金板栅的制造,以及电镀铝合金板栅作为阀控式铅酸电池负极板栅的可行性.目的在于开发出一种铝基轻型板栅,用于铅酸蓄电池中以减轻电池的质量,提高电池的质量比能量.对铝基电镀铅锡合金(包括纯铅)板栅作为负极板栅的阀控式铅酸蓄电池进行了初步的性能测试,测试结果表明,铝基轻型板栅能...     

铅酸蓄电池板栅研究进展

作为铅酸蓄电池的第三电极,板栅合金在整个铅酸蓄电池体系中占有重要地位。对铅酸蓄电池板栅当前研究现状进行了综述,包括板栅失效机理、传统板栅以及新型板栅的发展概况,旨在为板栅合金的成分设计以及整个板栅的结构设计提供指导,为发展长寿命、高性能铅酸蓄电池提供理论基础。     

备用型铅酸蓄电池浮充制式研究与探讨

失水和正极板栅腐蚀是铅酸蓄电池在备用电源场景下的主要失效模式。通过对备用型铅酸蓄电池进行全浮充和间歇式浮充的浮充寿命测试,同时采用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)等测试方法,对比分析了两种浮充制式对正极的板栅腐蚀程度和铅膏成分的影响。结果表明,采用间歇式浮充制式,能够有效地减少铅酸蓄电池的浮充电量和失水,但是对于板栅腐蚀引起的电池浮充使用寿命衰减改善效果不明显。     

提高铅膏/板栅间结合力研究

蓄电池板栅的耐腐蚀性是影响电池性能的重要因素。通过金相分析、恒流腐蚀等测试方法,优化合金成分,可以有效地提升板栅的耐腐蚀性,但同时带来了铅膏/板栅的结合问题,影响电池的使用寿命。笔者研究了几种不同极板制作工艺,同时利用跌落实验、扫描电镜、交流阻抗、恒流腐蚀、循环寿命等测试手段,对几种极板进行对比测试。结果显示,通过改进固化工艺,能够在提高板栅的耐腐蚀性和腐蚀层的导电性的同时,提高板栅与铅膏的结合力。