铅基稀土合金作为正极板栅的阳极膜性能.PDFVIP

第２７卷 第８期 应 用 化 学 Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．８ ２０１０年８月 　　　　　　　ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　　　　　　　 Ａｕｇ．２０１０ 铅基稀土合金作为正极板栅的阳极膜性能 ａ ｂ ａ 李瑞珍 　张　伟　陈红雨 ａ ｂ （华南师范大学化学与环境学院　广州５１０００６；株洲冶炼集团股份有限公司　株洲） 摘　要　采用交流阻抗（ＥＩＳ）、交流伏安（ＡＣＶ）、循环伏安（ＣＶ）、腐蚀失重实验等方法研究了铅钙锡铝银 合金中添加混合镧铈稀土在硫酸溶液中的阳极行为。实验结果表明，混合镧铈稀土的添加能有效抑制阳极 Ｐｂ（ ）膜的生长，降低Ｐｂ电极表面生成的Ｐｂ（ ）膜氧化膜电化学反应阻抗，改善阳极膜的导电性。增强合 Ⅱ Ⅱ 金的耐腐蚀性能，并且增加析氧的过电位，抑制氧气的析出，降低电池的早期容量损失。混合镧铈稀土的添加 有利于提高电池的深循环寿命。当镧铈混合稀土质量分数为０５％时，各方面综合性能更优，效果更好。 关键词　镧铈稀土，阳极Ｐｂ（ ）膜，正极板栅，铅酸蓄电池 Ⅱ 中图分类号：Ｏ６４６　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００００５１８（２０１０）０８０９５５０５ ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０９５．２０１０．９０７３９ 铅酸电池自发明后作为电源使用已经有１５０多年的历史，在化学电源中一直占有绝对优势，作为铅 酸电池的板栅材料从最初的只有两块铅板作为电极，到使用ＰｂＳｂ合金板栅发展到ＰｂＣａ合金，经历了 ［１２］ 许多技术上的改进。目前，使用最多的板栅合金是低锑合金和铅钙合金 。但传统的板栅合金与活性 ［３５］ 物质界面容易形成导电性差的钝化膜，导致出现早期容量衰减现象（ＰＣＬ） 。已经有大量文献报道了 ［６１０］ 对钝化膜的研究 ，许多添加剂被加入到合金中，对缓解钝化膜现象起到一定的作用，但并没有完全 消除钝化现象。稀土元素作为典型的金属元素，其金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，可以净化合金 的基体，起到脱氧和净化的作用，改善其导电性。传统的正极板栅添加稀土Ｃｅ能提高铅钙合金和铅锑 ［１１］ 合金的耐腐蚀性能，改善铅的阳极膜的阻抗特性 。添加稀土Ｓｍ、Ｌａ于铅合金中可以抑制深放电时 （０９Ｖ）阳极Ｐｂ（ ）膜的生长［１２１３］。出于节能考虑，添加混合镧铈稀土则会更大的降低成本，而本文则 Ⅱ 对目前普遍使用的ＰｂＣａＳｎＡｌＡｇ合金进行配比优化；并在此基础上添加混合镧铈稀土，弄清镧铈稀土 对合金阳极膜性能的影响。从而开发出实用新型的ＰｂＣａＳｎＡｌＡｇＬａＣｅ板栅合金。 １　实验部分 １．１　试剂和仪器 研究电极为Ｐｂ００７％Ｃａ１２％Ｓｎ００５％Ａｌ０１％Ａｇ合金中添加混合镧铈稀土，质量分数分别为： ＃ ＃ ＃ ＃ ０、００１％、０１５％、０５％，为了方便分别称之为１、２、３、４合金，采用三电极体系，电解液为１２８ｇ／ｍＬ ＨＳＯ溶液，辅助电极为Ｐｔ电极，参比电极为Ｈｇ／ＨｇＳＯ电极。 ２ ４ ２ ４ 电化学实验使用ＣＨＩ６６０型电化学工作站（上海辰华）。交流阻抗和交流伏安测试使用ＡｕｔｏｌａｂＰＧ ＳＴＡＴ３０型电化学系统（ＥＣＯｃｈｅｍｉｅＢ．Ｖ．公司，荷兰）。用ＪＳＭ６３８０型扫描电子显微镜Ｘ射线能谱仪 （ＥＤＳ）（日本ＪＥＯＬ电子公司）