電解質添加劑氣相二氧化硅對動力鉛酸蓄電池性能影響研究.pdf

1、動力鉛酸蓄電池需要具備高功率特性和深循環(huán)性能，因此作為免維護的閥控動力鉛酸蓄電池用隔板材料都使用的是低內阻玻璃纖維棉（AGM）隔板，但是AGM隔板因其材料本身的局限性對電解質中硫酸的固定能力有限。AGM隔板中硫酸分層現(xiàn)象引發(fā)或加劇活性物質利用率分布不均，負極上部硫酸鹽化，正極下部活性物質軟化，甚至板柵腐蝕斷裂等一系列動力鉛酸蓄電池失效模式。氣相SiO2是一種既能在硫酸介質中穩(wěn)定存在，又具有觸變凝膠特性的物質。在電解質中將氣相SiO2作為

2、添加劑會對動力鉛酸蓄電池性能起到改善效果。
　　通過電解質粘度指標的變化研究了添加完全分散到電解質中的工藝條件，分別研究了電解質粘度隨氣相SiO2添加量、氣相SiO2完全分散后靜置時間、溫度條件的變化關系，根據(jù)研究結果制定了特定硫酸含量，固定氣相SiO2添加量的條件下將電解質粘度降低至最小的工藝條件：5~10℃條件下分散后立即灌注。
　　利用循環(huán)伏安掃描實驗和電導率測試方法研究不同氣相SiO2添加量的電解質體系中離子擴散傳輸

3、的能力變化關系，得出氣相SiO2添加量在低于6wt％的條件下，電解質離子擴散能力隨氣相SiO2添加量的增加而提升。
　　在前面實驗的數(shù)據(jù)基礎上，設計改變隔板不同的最大孔徑參數(shù)和設計電池不同的裝配壓力條件，通過正交實驗，測試不同實驗條件下樣品電池的初容量和循環(huán)壽命，優(yōu)選出當電解質中氣相SiO2添加濃度為2.0wt%時，配套選用的AGM隔板最大孔徑是19±1μm范圍內，設計的電池干態(tài)裝配壓力在60±5kPa范圍內，動力鉛酸蓄電池的循環(huán)

4、性能相對于成熟工藝生產出的未添加氣相SiO2電池提升了54%，初容量性能下降了1%。
　　為了便于控制連續(xù)生產過程中的產品質量，制定了評價氣相SiO2分散到AGM隔板中的均勻性檢測方法和檢測標準。通過隔板和正負活性物質粘附了氣相SiO2后的SEM圖像，可以看出：氣相SiO2吸附固定在玻璃絲表面，在硅羥基的作用下降低了硫酸分層現(xiàn)象；氣相SiO2吸附在負極活性物質表面，能避免大顆粒的硫酸鹽產生；氣相SiO2凝膠結構支撐正極活性物質，減