四堿式硫酸鉛在鉛酸電池中的應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)有工作充分證明四堿式硫酸鉛(4BS)具有提高鉛酸電池充放電循環(huán)壽命以及放電容量的作用。直接用4BS作為電池正極活性材料，可以省去固化過程，縮短鉛酸電池制造耗時(shí)，降低成本和能耗，但目前報(bào)導(dǎo)的4BS的生產(chǎn)方案成本過高。發(fā)現(xiàn)了一種簡單有效的方法合成了高純度的4BS微米棒，研究了將其直接作為鉛酸電池正極活性材料的可能性，探討了Pb3O4、SnSO4以及Sb2O3等添加劑對(duì)其電化學(xué)性能的影響。
　　首先，使用PbO和H2SO4反應(yīng)合成了長

2、度為10μm，直徑為1μm左右的4BS微米棒，并將其直接作為鉛酸電池正極活性材料。與球磨過的大小為0.5～2μm的4BS顆粒對(duì)比，直接以4BS微米棒為活性材料的電極化成更徹底。在放電電流密度為100mA·g-1時(shí)，以4BS微米棒為活性材料的電極的放電容量為97.4mAh·g-1，高于球磨過的4BS電極的50.3mAh·g-1，說明4BS微米棒更適合作為正極活性材料使用。在放電電流密度為100mA·g-1，放電深度(DOD)為100％的條

3、件下測試其循環(huán)性能。經(jīng)過1000個(gè)充放電循環(huán)后，其放電容量依舊保持在100mAh·g-1，沒有任何衰減，并且?guī)靷愋时３衷?0％以上。因此相比于傳統(tǒng)鉛粉以及球磨過的4BS顆粒，以4BS微米棒作為鉛酸電池正極活性材料的電極具有更高的放電容量和更長的循環(huán)壽命。
　　為了提升4BS微米棒電極的性能，研究了添加Pb3O4、SnSO4或Sb2O3對(duì)于其性能的影響。向電極中添加Pb3O4，有助于4BS微米棒電極的化成，進(jìn)而提升化成后電極的初始

4、容量。經(jīng)過50個(gè)充放電循環(huán)之后，10wt.％Pb3O4的電極在100mA·g-1下的放電容量為98.4mAh·g-1，比不添加時(shí)提高了5.8％。為了進(jìn)一步提升電極的性能，向含有10wt.％Pb3O4的電極中添加SnSO4或Sb2O3。結(jié)果表明，SnSO4的添加會(huì)降低4BS微米棒電極的初始放電容量，但是會(huì)提高電極穩(wěn)定之后的放電容量。添加0.5wt.％SnSO4后，電極50個(gè)充放電循環(huán)之后的放電容量為105.5mAh·g-1，比只添加Pb3

5、O4的4BS微米棒電極提高了7.2％。向含有10wt.％Pb3O4的電極中加入Sb2O3可以提高電池的放電容量。添加0.5wt.％Sb2O3時(shí)，經(jīng)過50個(gè)充放電循環(huán)之后，電極在100mA·g-1下的放電容量為114.2mAh·g-1，提高了16.1％。當(dāng)同時(shí)添加Pb3O4（10wt.％）、SnSO4（0.5wt.％）和Sb2O3（0.5wt.％）時(shí)，電極的容量提升明顯，經(jīng)過150個(gè)充放電循環(huán)之后，電極在100mA·g-1下的放電容量為1