胶体铅蓄电池的研制与性能优化

摘要

1.胶体液态铅蓄电池的研制与性能优化
　　 较低浓度的纳米级气相二氧化硅为凝胶剂,金属硫酸盐为添加剂,与硫酸按一定比例混合,成功制得胶体铅酸蓄电池液态电解液,用充放电、透射电镜、循环伏安、交流阻抗等测试手段对制备的液态电解液性能、内部形貌及电化学特性进行了测试及表征。考察了SiO2含量对胶体液态电解液性能的影响,并在胶体液态电解液中改变硫酸盐的含量,对电解液的性能进行了优化。实验结果表明,SiO2与硫酸含量最佳配比在0.3％-1％左右,电池的循环伏安实验说明,铅电极的峰电量会随着SiO2含量的增多而降低,会随着碱金属硫酸盐含量的增多而增大,硫酸镧含量在0.002％时峰电量最大。交流阻抗实验说明随着SiO2含量、碱金属硫酸盐含量的增加,电池的溶液电阻增大,电化学电荷转移电阻降低。而硫酸镧的加入会影响电极的双电层电容。
　　 2.胶体固态铅蓄电池的研制与性能优化
　　 较高浓度纳米级气相二氧化硅为凝胶剂,聚丙烯酰胺(PAM)和羧甲基纤维素钠(CMC)为胶体稳定剂,与硫酸按比例混合,用超声方法使其分散均匀,成功制得胶体铅酸蓄电池固态电解液,用充放电、透射电镜、循环伏安、交流阻抗等测试手段对制备的固态电解液性能、内部形貌及电化学特性进行了测试及表征。考察了SiO2含量、PAM含量、CMC含量对胶体凝胶及放电性能的影响,选出了适合电池用凝胶的最佳配比在4％-5％左右。实验结果说明固态电解液表观具有触变性,电池放电电压平稳。电池循环伏安测试中铅电极氧化峰电位稍有负移,说明固态胶体电解液有利于Pb的氧化,交流阻抗实验说明PAM和CMC的加入,降低了电池的电荷转移电阻。
　　 3.胶体复合铅蓄电池的研制与性能优化
　　 在成功制各胶体液态电解液和胶体固态电解液的基础上,组装成测试用电池,在电解液中加入不同含量的复合添加剂,通过充放电,充电接受能力,循环寿命测试,循环伏安、交流阻抗等手段对电池性能和电化学特性进行了测试,考察了不同含量的复合添加剂对电池性能的影响。实验结果表明,组装的电池放电电压平稳,复合添加剂含量会影响电池的充电接受能力和循环寿命,循环50次电池无明显容量损失,活性物质利用率在45‰50％之间。循环伏安说明复合添加剂对电极反应出峰位置影响不大,只影响峰电流和峰电量的大小。交流阻抗实验说明复合添加剂的加入,会降低电池的内阻。