南都電池集團(tuán)詳細(xì)的講述蓄電池的制造

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鉛酸電池的添加劑在負(fù)極活物質(zhì)中通常有三種：①炭黑，粒徑0. 01～0.4rum含量0. 15％～0.25％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；②有機(jī)物質(zhì)，一般是木素、胡敏酸，含量0.2％～0.4％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；③硫酸鋇，含量0.3％～1.0％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。這些添加劑能改善電池的循環(huán)壽命，提高電池的輸出功與能；特別在低溫條件下放置，電極表面會收縮，這些添加劑有防止收縮的作用，因此叫做防縮劑，習(xí)慣上稱為膨脹劑。負(fù)極里除了膨脹劑以外，也會有防止氧化或阻止鈍化的一類添加劑，例如a，p苯甲酸（俗稱1，2酸）以及沒食子酸等作為防氧劑，聚天冬氨酸鈉一類起阻止鈍化、分散PbS04晶體的作用，其他還有許多負(fù)極添加劑。通常添加劑在電池中雖然所占份額很小，但對電池性能的影響卻很大。然而到目前為止，對每一種添加劑的作用機(jī)理仍然不很清楚或了解不深。因此在理論上對添加劑預(yù)先評估、指導(dǎo)選擇還做不到，仍然要靠試驗來完成。

目前對添加劑并不是一無所知，對某些添加劑比如炭、硫酸鋇，它們對電池的影響或作用機(jī)理還是有些認(rèn)識的。一般來說，硫酸鋇在負(fù)極起到硫酸鉛（放電產(chǎn)物）的成核劑作用；其他一些有機(jī)物添加劑主要起到膨脹劑的作用，可以抑制顆粒變粗、表面積銳減；炭類材料如炭黑的作用主要是改變電池電極的導(dǎo)電性，增加極板孔隙率，并能阻斷有機(jī)膨脹劑的團(tuán)聚。還有許多試驗都證明：添加炭黑可能會改善電極的放電性能，最近還發(fā)現(xiàn)在負(fù)極中混（摻）人大量炭粉(2%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))、炭片、炭纖維能顯著提高極板的電導(dǎo)率，甚至還有“電容”的作用。
這類含高炭的負(fù)極電池可在混合動力電動汽車( HEV)上在HRPSoC工況下使用，性能極佳。
炭改進(jìn)的負(fù)極用在貧液式VRLA或富液式鉛酸電池中能用于HEV與光伏儲能系統(tǒng)，隨著充／放電循環(huán)的進(jìn)行，負(fù)極上的PbS04逐漸蓄積而使電池放電性能變差，添加適量炭的負(fù)極，能緩解PbS04蓄積，延長電池壽命。
負(fù)極的充電效率要比正極高，這是因為負(fù)極有較高的析氫過電位。負(fù)極上因放電后未能充電而停放會導(dǎo)致PbS04晶粒變粗。充電很難還原為鉛(Pb)，特別對VRLA內(nèi)部氧循環(huán)在負(fù)極發(fā)生氧還原，充電電流并未用來使PbS04還原為Pb。通常負(fù)極上PbS04的蓄積可以歸納為由下列因素導(dǎo)致：①負(fù)極活物質(zhì)粒子非常粗大，若緩慢放電后再充電然后長期存放或者繼續(xù)放電，這樣的情況會在負(fù)極發(fā)生PbS04重結(jié)晶過程，PbS()i粒子會進(jìn)一步變粗，粗顆粒PbS04很難還原為Pb，這也許是PbS04比表面積變小導(dǎo)致的；②吸附了有機(jī)添加劑后，妨礙負(fù)極的充電接受；③在負(fù)極生成的PbS01通過在負(fù)極添加一定形式（品種）、一定數(shù)量的炭，可以大大緩減負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象。
若負(fù)極沒有添加炭，PbS04還原為Pb的反應(yīng)（過程）非常緩慢，在充入電量達(dá)到理論容量的400%時，僅有35%的PbS04極化（還原）為Pb，而且這個還原反應(yīng)只在板柵一活物質(zhì)界面進(jìn)行�？梢酝茢�，活物質(zhì)中沒有炭，只是PbS04與導(dǎo)電體板柵接觸接受充電，僅限于表面，若負(fù)極中加有炭，PbS04還原為Pb的反應(yīng)能順利進(jìn)行。似乎是沿著炭路在進(jìn)行，當(dāng)炭含量在約3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，充電會沿著整個極板均勻地進(jìn)行，而且反應(yīng)速率相當(dāng)快。當(dāng)充入電量達(dá)120%時，幾乎全部PbS04都已被充電還原為Pb。以上事實經(jīng)過反復(fù)試驗證明，炭的影響，理論上可以解釋為形成炭“導(dǎo)電網(wǎng)”，炭粒子的體積接觸形成的導(dǎo)電網(wǎng)伴生在PbS04里，因而使負(fù)極再充電性能得以改善。曾有試驗證明：加有炭的負(fù)極對PbS04的形成以及PbS04還原為Pb的過程都有很大的影響，肯定了炭粒子的體積接觸有著很重要的意義。試驗還證明：炭會改善PbS04的還原，特別是在充電時炭能使極板的極化減小。有了炭的負(fù)極PbS04充電幾乎能全部還原，添加的炭粒子越細(xì)，PbS04還原的過程進(jìn)行得越順暢，這都說明是炭粒子的作用，是炭粒子與PbS04粒子之間的體積接觸的結(jié)果。增加炭量，對負(fù)極上PbS04積聚有明顯的阻滯作用，因而可大大改善電池壽命及性能，特別用于HESS作用更明顯。這些有積極意義的改進(jìn)，都是由于炭在PbS()4粒子上形成了一個“導(dǎo)電炭網(wǎng)”。