铅蓄电池电解液添加剂的研究进展.pdf

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1、第39卷第1期当代化工Vo1．39，No．12010年2月ContemporaryChemicalIndustryFebruary，2010铅蓄电池电解液添加剂的研究进展术关锋，张燕，刘洪燕，高恩君(沈阳化工学院配位化学研究室，辽宁沈阳110142)摘要：为改善铅蓄电池的性能，除了在铅蓄电池的制造过程中加入少量添加剂以外，在电解液中加入某些添加剂也可以达到同样的目的。综述了近年来铅蓄电池所用的电解液添加剂的研究概况。关键词：铅蓄电池；电解液；添加剂中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1671—0460(2010)01—0081—

2、03铅蓄电池自1859年由法国普兰德氏发明问(壳体)和密封盖等组成。如图1所示。世以来，由于具有电池电动势高、内阻小、适用于大电流放电、使用性能可靠、贮存寿命较长、价格低廉和原料易得等优点，所以得到广泛的应用，但是，无论是国产还是进口的各类铅蓄电池，通常在使用期限内就因硫酸盐化、蓄电池性能较差而导致失效报废，既造成经济损失，又对环境产生污染。为了提高铅蓄电池的性能，在电解液中添加某种固体或液体添加剂，对抑制硫酸盐化和防止(壳体)活性物质脱落，提高蓄电池容量，延长蓄电池寿命是有效的[1l。尽管对这些添加剂的效果不是肯图1铅蓄电池结构定的，但

3、是由于不必改变电池的生产过程、附加Fig．1Thestructureofleadbattery成本又低，所以切实可行。1．2工作原理铅蓄电池电解液添加剂，可分为2种：第1铅蓄电池的正极活性物质是二氧化铅，负极种是使电解液不流动的添加剂，即形成胶体电解活性物质是海绵状金属铅，电解质溶液为硫酸，液的添加剂，例如淀粉、动物胶、皂角(肥皂素)、电化学表达式为：琼脂、果胶(pectin)、聚乙烯醇，而广泛使用的是硅(一)Pb1H2SO4lPbO2(+)酸凝胶[2l，第2种是改善蓄电池性能(容量、寿命、蓄电池放电时，电极反应为：消除硫酸盐化使“死”电

4、池“复活”等)的电解液添负极：Pb+SO42-一2e-=PbSO4加剂。正极：PbO2+4H++S042-+2e-=PbSO4+2H2O1铅蓄电池结构与工作原理蓄电池充电时，电极反应为：1．1电池结构阳极：PbSO4+2H20—2e一=PbO2+4H+S04卜铅蓄电池由正极板、负极板、硫酸、隔板、槽阴极：PbSO4+2e一=Pb+SO／-基金项目：沈阳市科技基金，项目编号1091183．1．0O收稿日期：2009—04．13作者简介：关锋(1985-)，男，辽宁沈阳人，2004年毕业于沈阳化工学院应用化学专业，现为沈阳化工学院硕士生，主要

5、从事功能超分子的合成及其生物活性研究。通讯作者：高恩君(1962一)，男，教授，博士后，主要从事配位化学研究。E—mail：ejgao@yahoo．tom．cn。82当代化工第39卷第1期蓄电池充电和放电的总反应式为：在而引起的电池自放电的增加，延长电池的寿命Pb+PbO2+2H2SO4_÷2PbSO,I+2H20【l3】；在硫酸溶液中添加柠檬酸能有效提高电池容量，其原因在于正极在充电时由于柠檬酸的存在2添加剂造成正极板栅与正极活性物质间形成了难以还2．1金属硫酸盐添加剂原的PbO，从而提高了导电性，最终导致电池容在电解质溶液中添加单独或

6、者2种以上混量的提高【】。合的碱土金属硫酸盐，可以显著提高铅蓄电池的3结束语容量恢复能力、延长蓄电池寿命、消除铅蓄电池极板硫化。例如，CdSO能够溶解电极表面上形铅蓄电池因其性能良好，使用方便，价格低成的硫酸盐，并防止硫酸盐的形成，提高电池的廉。因而，在火车、汽车、轮船、矿山照明、实验室寿命[3；加入CoSO可以提高正极活性物质与板等得到广泛应用。作为动力源，对其需求量也日栅以及活性物质之间的附着，这样就有效地提高益增大。随着对铅蓄电池需要量的增加，废旧电了正极板栅的循环寿命，另外还提高电池板栅的池大量报废。据调查，目前我国每年报废的铅蓄

7、耐腐蚀性能；添加CaSO可以提高电池的性能电池超过3600万只，报废量是相当惊人的。在损和寿命，Li：SO、ZnSO可以增加硫酸铅的溶解度坏报废的电池中，主要是由于硫酸盐化所致(即嘲；Na2SO、MgSO作为添加剂可提高电池的循环在极板上生成一种白色粗大的硫酸铅晶体)。生寿命嘲；(NH4)SO由于NH针的存在可使电池容量成的硫酸铅晶体难溶解，转化体积大，易堵塞极提高，改善电极性能，增强板栅合金的耐腐蚀性，板微孔，导电性极差，阻碍电解液的对流和扩散，提高电池放电容量。使内阻增加，坚硬致密的硫酸铅晶体在充电时不2．2金属硫酸盐和氨基酸的混合物

8、易恢复为原来的PbO和Pb，破坏了正常的电化在电解质溶液中添加适量金属硫酸盐(Mg．学过程，甚至完全失去可逆性，因而导致容量下S0和KHSO)和至少一种氨基酸(一氨基酸、降，寿命缩短。因此，为