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本文进行了大量的文献调研,归纳综述了正极板栅材料的研究进展,稀土对铅酸蓄电池板栅合金性能的影响,以及稀土元素的物理、化学性质,从而选择含镧的铅合金材料进行研究。
本文用循环伏安、线性电位扫描、计时电流、开路电位以及交流阻抗方法研究铅镧合金电极在硫酸溶液中的电化学行为,包括镧对铅合金电极上PbO生长的影响、PbO2生长的影响,以及镧对铅合金电极上析氢析氧反应的影响。并且结合电镜扫描等现代物理分析方法研究铅腐蚀产物的形貌。
铅镧合金相对于铅合金,晶体被细化了,减少了有利于氢气析出的活性区域,另一方面稀土镧具有高的析氢过电位,添加镧后提高了铅合金的析氢过电位,从而使氢气的析出大大减少,抑制氢气的产生。同时,镧抑制了铅酸蓄电池的析氧行为,镧含量为0.006%时的析氧过电位较大,析气量较小。
添加稀土镧于铅合金中不仅可以抑制深放电时(0.9V.vs Hg/H2SO4)阳极Pb(II)膜的生长,而且还可抑制浮充电位时(1.3v)的阳极PbO2膜的生长,提高合金的耐腐蚀能力。腐蚀失重试验表明添加镧的铅基合金宏观上腐蚀速率增大,但微观上整个合金耐腐蚀性能增强。但腐蚀量与稀土元素La含量间不是线性关系。纯铅和掺镧量在0.0195%时铅镧合金的腐蚀膜表面形貌没有太大的区别,腐蚀膜都较均匀、致密。其它含量的铅镧合金腐蚀膜变得比较疏松,孔径增大。
在铅镧二元合金中添加银,发现Pb-0.122%Ag-0.165%La合金电极上氧化膜表面中PbSO4含量较大,而内部钝化层中PbO有所减少。该电极对氢气析出的抑制作用较大,但氧气的析出量增大,免维护性能降低。而Pb-0.017%Ag-0.165%La、Pb-0.030%Ag-0.165%La、Pb-0.063%Ag-0.165%La合金电极析氧量较小,免维护性能较好。