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蓄电池铅膏原料及作用

 

蓄电池铅膏用原材料最主要组分是铅粉、水与H2SO4,其他为少量添加剂。

(1)铅粉
有球磨粉、巴顿粉。这里着重叙述和膏工艺与铅粉性质。
(2
)水
用量取决于铅粉性质(类别)及所加的添加剂,特别是有机膨胀剂以及混合方式,更主要的取决于所得铅膏的视密度与硬度。
(3
)硫酸
和膏用的硫酸浓度范围相对密度d=1.1-1.4,用酸量在3-6%之间变化,所用的硫酸要符合电池用标准酸。
(4
)添加剂
①负极铅膏用添加剂包括膨胀剂、导电剂、阻化剂、增强剂等。

a.膨胀剂由木索及木素磺酸盐衍生物、胡敏酸、硫酸钡、碳素材料组成,通常用硫酸钡(无机)与木素或其衍生物(有机)。
在二次大战后,用合成材料制的隔板取代木隔板,发现负极板在低温工作时容量急剧下降,后来研究发现这是由于电解液中缺少木素磺酸盐引起的这一现象;原来有木隔板时,它溶出木素磺酸盐进人电解液,作为这一现象的发现,结果电池制造时开始添加木素磺酸盐到负极。后来一系列的木素及其衍生物制成高活性的多品种的膨胀剂用于负极,如提高电池低温工作性能,相继有许多负极膨胀剂配方问世。
另一种膨胀剂是BaSO4,它是作为PbS04晶体的成晶剂,确保Pb-S04晶体沿着活性物质内部表面均匀分布的,这一功能取决于PbS04BaSO4之间的同晶现象所致。
b
.导电剂主要改善活性物质的导电性,特别当放电末期,活性物质大部分都变为PbS04晶体,需要改善其导电性。这类碳素材料物质有:炭黑、乙炔炭黑、碳纤维、石墨··一
以上三者需要有个合适的平衡比例关系,才能确保负极在低温与放电末期发挥优异性能。一个典型的配方如下。
木素(或木素衍生物)0.2%-0.5%
BaSO40.2%-0.8%

碳素材料0.1%-0.3%

以上比例是对铅膏质量计算的量比。
c
.阻化剂一类用来阻止(抑制)电池在开路搁置时的自放电,或者减少负极活性物质在干储存的失荷(干荷电氧化损失)的物质。这类阻化剂材料通常为有机化合物,类似表面活性剂。它首先要能被铅表面吸附,要能展布成薄膜,阻止(或抑制)氢气析出反应与Pb的氧化反应。

即阻断氧化Pb1/2O2-PbO
抑制析氢Pb+H2SO42e-PBSO4+2H+这类阻化剂进人铅膏,特别是用Pb-Sb合金制的板栅是十分有效的。这类阻化剂进人铅膏可以弥补Pb-Sb合金的缺陷。表现出阻化效应的化合物有:硬脂酸锌、a-B-蔡酚、a-亚硝基B-碑蔡酸、间位氨基酚等一些有效阻化剂。一般在负极中的添加量为0.1-0.2
%。

 d.增强剂这类添加剂纯粹是物理增强作用,目的是增强活性物质的强度,使之活性物质之间彼此牵连.这类增强剂有:丙纶、氯纶、涤纶等合成纤维。通常切成3mm长度加人铅膏中。用量为0.1-0.3%。

正极铅膏用添加剂正极活性物质微观结构非常脆弱,它取决于发生在Pbc):多个团块表面上的过程。然而这些过程当强烈干扰并影响其进行机理时,就会导致Pb伍晶体和团块的脱落,以及活性物质钝化或软化。正是由于这些限制,所用在正极铅膏中的添加剂无论数量或者品种,都比负极添加剂相对要少得多。一般来说,正极添加剂发挥一种.单纯的机械作用。提高极板的结构强度与增加活性物质的孔隙度,这些物质有所谓“稳定强化添加剂”或称“保持性添加剂”。这类增强剂有短纤维3mm长的聚醋、聚丙烯纤维,还有聚四氟乙烯乳液或者适量的磷酸。
正极活性物质的容量是可以提高的,用增加活性物质的孔隙度与增加导电性都可以实现正极增容。但添加这些发孔剂、导电剂一类物质时要求在可靠无疑的范围内,因为最容易超限。一旦超限就会引起正极活性物质崩坏,缩短电池寿命。

 目前对正极添加剂使用方面相当慎重,成熟的发孔剂有SiO2K2SO4海泡石粉(精制白蟹)等,一般用量0.02-0.1%。导电剂有石墨、碳纤维等,用量在0.1%-0.3%范围。最新采用镀锡的微珠玻璃,既发孔又导电,效果显著。这些添加剂,特别是负极膨胀剂,其中有机膨胀剂在铅青中会对铅膏相组成产生影响。活性物质的脱落是可以抑制的,采用强化剂与完善固化工艺可以实现。但必须注意负极膨胀剂硫酸钡绝对不容许混人正极,因为PbO2的结构在硫酸钡存在下会迅速被破坏。

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