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针对目前普遍使用的Na2SO4电解液添加剂对电池放电和存放造成的不良影响,本文开展以Ce(SO4)2作为电解液添加剂对纯Pb和Pb-C(0.05%)板栅合金电化学性能影响的研究;同时,针对由于正极活性物质脱落造成电池失效的问题,开展了对铅酸蓄电池正极板进行硝酸纤维素薄膜(NCM)的包覆研究,以防止电池循环使用过程中活性物质的脱落,从而延长电池使用寿命。 采用了线性扫描(LSV)、开路电位(OCP)、交流阻抗(EIS)、交流伏安法(ACV)、拉伸强度测试、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱法(IR)、初始容量测试、循环寿命测试等一系列方法系统的探索了Ce(SO4)2作为电解液添加剂对纯Pb和Pb-C(0.05%)板栅合金电化学性能的影响以及NCM作为正极板包膜材料对电池性能的影响。 实验结果表明:电解液添加剂Ce(SO4)2能够有效抑制纯Pb电极和Pb-C(0.05%)电极表面钝化膜的形成,提高钝化层的导电性。当Ce(SO4)2含量为0.03%时,对纯Pb电极效果最明显;当Ce(SO4)2含量为0.01%时,对Pb-C(0.05%)电极效果最明显;OCP测试结果表明:当Ce(SO4)2含量为0.05%时,纯Pb电极的耐腐蚀性能最好,当Ce(SO4)2含量为0.01%和0.07%时,Pb-C(0.05%)电极的耐腐蚀性能最好。初步确定当Ce(SO4)2含量为0.03%~0.05%能够有效改善纯Pb电极的电化学性能;当Ce(SO4)2含量为0.01%和0.07%时能够有效改善Pb-C(0.05%)电极的电化学性能。 NCM和包膜电池的测试结果表明:NCM具有良好的耐腐蚀性能和较高的拉伸强度,能够稳定的存在于H2SO4溶液中并且能够有效的锁住正极板的活性物质,所制备包膜电池的寿命都得到延长。用丙酮(AC)做溶剂制备的NCM1是致密的膜,所制备的高分子膜电池(1#)的初始容量较低,用二甲基亚砜(DMSO)做溶剂制备的NCM2是多孔膜,所制备的高分子膜电池(2#)化成比较容易进行,所以普通电池(0#)的初始放电容量最大,其次是2#电池,1#电池最低,通过能谱分析可得:循环后的高分子膜电池不会析出对极板有害的物质。 综上所述,在电解液中加入Ce(SO4)2能够改善纯Pb和Pb-C(0.05%)电极的电化学性能,通过在正极板表面包裹NCM能够防止正极板活性物质脱落,延长电池寿命,对节约铅资源,实现铅资源的可持续利用具有重要意义。