閥控式鉛酸蓄電池用板柵合金性能的研究.pdf

1、本文通過文獻調(diào)研,綜述了閥控式鉛酸蓄電池的變遷史,板柵合金材料的研究進展,以及板柵制造工藝的發(fā)展?fàn)顩r。本文從金屬學(xué)原理的角度出發(fā),從合金化及改變工藝條件兩方面,系統(tǒng)研究合金元素鉍、銀及冷卻速度對板柵合金機械性能和電化學(xué)性能的影響。
　　 文章采用顯微硬度計測試鉍對Pb-Ca-Sn-Al合金機械性能的影響；通過交流阻抗、交流伏安、線性掃描及極化曲線等電化學(xué)測試方法,研究各電極在硫酸溶液中的電化學(xué)性能；通過金相觀察分析冷卻速度對合金

2、顯微組織的影響；并且采用掃面電子顯微鏡(SEM)觀察合金電極腐蝕膜的形貌。所得結(jié)論如下:
　　 1.鉍的添加一方面可以降低陽極膜中PbO的生長速率,增加膜的孔隙率,降低陽極膜的電阻,另一方面還可以抑制陽極膜中PbSO4和PbO2的生長,改善陽極膜的阻抗特性；摻入鉍還可以降低合金的腐蝕電流密度,提高耐腐蝕性,但卻降低了氧的析出過電位,增加氧氣的析出量；顯微硬度測試結(jié)果說明,合金電極的顯微硬度值隨著鉍含量的增加而增大,但過多的鉍降低

3、鈣的含量反而會降低其硬度值。實驗認(rèn)為,鉍添加劑的適宜含量需小于0.08％。
　　 2.合金中添加少量的銀不僅可以增加腐蝕層的致密性和穩(wěn)定性,還抑制了電極氧化膜中高阻抗的PbO的生成,從而提高合金的耐腐蝕性并改善電池的循環(huán)壽命,且以銀含量為0.01％和0.03％時效果最明顯；銀還可以提高電極的析氫過電位,減少電池的自放電和水的損失；腐蝕膜形貌SEM觀察發(fā)現(xiàn),含銀電極表面腐蝕膜更為均勻致密,腐蝕產(chǎn)物顆粒細化,增強合金的耐腐蝕性能。綜

4、上可知,銀含量范圍為0.01％～0.05％時,板柵的性能最好。
　　 3.隨著冷卻速度的增大,晶粒變細,晶界變薄,電極表面腐蝕膜更加致密,耐腐蝕性能較好；冷卻速度越大,陽極膜內(nèi)高阻抗的PbO含量越少,膜的阻抗特性得到改善,其中以銅模最好;電極的析氫電位增加,減少在負極氫氣的析出。但是過快的凝固速度使得組織過于細化,晶界數(shù)目和晶界面積的大幅增加,未脫溶的先析出相沉淀顆粒殘留于基體中,增加了晶間腐蝕和晶內(nèi)腐蝕的速率。恒電位陽極腐蝕膜