动力电池用含镧铅基板栅合金的研究

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本文归纳综述了稀土元素对铅酸蓄电池用铅基板栅合金的性能影响,以及稀土元素的物理、化学性质,并选择稀土镧作为铅合金添加剂,制备了三种新型合金,采用线性电位扫描(LSV)、电位衰减法(OCP)、交流阻抗法(EIS)、交流伏安法(ACV)、循环伏安法(CV)、以及恒电流腐蚀方法等较系统地分析和研究了新型合金的电化学性能和耐腐蚀性能,包括镧对铅合金电极上Pb(Ⅱ)生长的影响、PbO2生长的影响,借助偏光显微镜研究了各种铅合金的微观组织结构,并结合SEM和XPS等现代分析方法分析了氧化膜产物的表面形貌,以此为解决阀控密封铅酸蓄电池的早期容量损失和深放电循环寿命短问题提供一定的理论依据。  稀土La添加到Pb-Ca合金中可以抑制深放电时阳极Pb(Ⅱ)膜的生长,促进PbO2的生长,从而有利于降低铅电极表面氧化膜阻抗,铅钙镧合金恒流腐蚀形成疏松多孔的钝化膜,并有片状结晶物质生成,可以避免板栅与活性物质连接疏散,甚至活性物质脱落的现象,而且增强了钝化膜的导电性。  当适量的La添加到Pb-Ca-Sn-Al合金中时,能有效细化合金晶粒,促进PbO2膜的生长,使得合金在1.3V电位下生长的氧化膜变得细密,La含量为0.01wt.%,0.03wt.%和0.1wt.%的合金效果最佳;其次,La也能抑制0.9V电位下Pb(Ⅱ)膜的生长,净化其产物并提高膜的致密性,0.03wt.%La和0.1wt.%La效果较明显;此外,La也能提高Pb-Ca-Sn-Al合金的耐腐蚀性能,当添加量为0.01wt.%时,合金的耐腐蚀性最好。  当在Pb-Sb合金中添加稀土La时,合金晶粒明显被细化,且La能起到抑制铅合金上Pb(Ⅱ)膜的生长,促进PbO2膜的生长的作用,进而降低阳极膜的阻抗,从而提高膜的导电性能;腐蚀测试表明,La能促进针状晶体的生长,增加腐蚀产物的多孔性,增强腐蚀层与活性物质的结合力,进而改善合金的耐腐蚀性能,这有利于提高铅酸电池的深循环性能。
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