硫酸铅作为铅酸电池电极活性材料的合成与性能的研究

《硫酸铅作为铅酸电池电极活性材料的合成与性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10286分类号：TQ15密级：公开UDC：544学号：152428工程硕士学位论文硫酸铅作为铅酸电池电极活性材料的合成与性能的研究研究生姓名：周言庆导师姓名：雷立旭教授周寿斌高级工程师申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称化学工程论文答辩日期2018年6月6日研究方向高性能二次电池学位授予日期年月日答辩委员会主席张袁健评阅人周益明何建平2018年6月6日工程硕士学位论文硫酸铅作为铅酸电池电极活性材料的合成与性能的研究专业名称：化学工程研究生姓名：周言庆导师姓名：雷立旭教授周寿斌

2、高级工程师Leadsulfateaslead-acidbatteryelectrodeactivematerialsynthesisandperformancestudyAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineerBYZhouYanqingSupervisedbyProfessorLeiLixuandSeniorEngineerZhouShoubinSchoolofChemistryandChemi

3、calEngineeringSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（

4、光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。摘要摘要硫酸铅是铅酸电池的电极活性物质。它在铅酸电池放电时形成，充电时在正极板转化为PbO2，在负极板转化成Pb。本实验

5、室以前的工作已经证明，化学合成的PbSO4具有电化学活性，在直接用作电极活性物质时具有很好的性能，而且不需要像工业铅粉极板那样进行长时间的固化，从而缩短极板制造时间，降低铅酸电池的生产成本和能耗。另一方面，废旧铅酸电池资源化过程会产生大量的低价值副产品硫酸铵，这使我们产生了两个研究动机以实现铅酸电池的循环生产：（1）把废旧电池中的已丧失了电化学活性的硫酸铅转变成有电化学活性的硫酸铅；（2）尽可能减少副产物硫酸铵的形成。为此，本文探究了三种合成硫酸铅的方法：（1）PbO与硫酸铵直接反应。实验发现，室温下，

6、β-PbO可以与硫酸铵直接反应，但生成产物为一碱基硫酸铅（1BS）；在温度升到110°C时，反应能得到硫酸铅，但有极少量的杂质1BS。（2）PbO与硫酸铵间接反应。实验发现，β-PbO与醋酸铵反应可以生成澄清的醋酸铅溶液，后者再与硫酸铵反应可以生成纯的硫酸铅（以下记作S2）。（3）PbCO3与硫酸铵的间接反应。将碳酸铅与醋酸铵反应生成澄清的醋酸铅溶液，后者再与硫酸铵反应生成纯的硫酸铅（以下记作S3）。为了对比它们的电化学性能，本论文工作还使用了工业上由β-PbO与硫酸反应得到的硫酸铅（以下记作S1)进行

7、了最佳电极配方研究。然后按最优电极配方制作了正、负极。研究发现，当硫酸铅作正极活性材料时，在100mA·g−1电流密度下放电深度100%时，在第100圈充放电循环内，S1、S2和S3的放电比容量都可以达到90mAh·g−1左右。当3个样品用作铅酸电池负极活性材料时，在100mA·g−1电流密度下放电深度100%时，在第100圈充放电循环内，它们的放电比容量都在100mAh·g−1以上，S2略好能达到108.2mAh·g−1。此外，S1的循环寿命达到了580循环，以S2和S3达到了680循环，表明这三种硫

8、酸铅作负极材料循环稳定性能相当出色。因此，本实验得到的硫酸铅是优良的负极活性材料。关键词：铅酸电池；硫酸铅；正极活性材料；负极活性材料IAbstractAbstractLeadsulfateistheelectrodeactivematerialoflead-acidbatteries.Itisformedwhenthelead-acidbatteryisdischarged.Whenitischarged,itisconvertedint