铅酸电池在部分荷电状态高倍率放电(HRPSoC)时,被定义为一种独立的循环模式,那么,在此种模式下,添加剂的机理和用量将有别于普通循环模式,所以本论文分别研究了加入木素磺酸钠,硫酸钡,炭黑和气相二氧化硅对铅酸电池初始放电容量,倍率放电的peukert相关性和HRPSoC循环性能的影响。
以2V小型阀控式密封铅酸电池为研究对象,研究了负极木素磺酸钠含量从0.2%增加到0.6%,电池的初始容量从6.262Ah增加到6.781Ah,但HRPSoC时,负极的循环寿命由6215次减少到4002次,结合循环伏安分析得到,木素磺酸钠吸附在铅表面阻碍了充电过程,导致充电过程的极化增大。
结合BET比表面积技术和化学分析手段,研究了负极中加入不同含量和粒径的硫酸钡,对放电后硫酸铅含量和平均粒径的影响,表明随着硫酸钡含量的增加,HRPSoC后硫酸铅含量和平均粒径都在减少,且容量和HRPSoC循环性能都在1%时表现最佳。硫酸钡平均粒径减小时,初始控制的硫酸铅平均粒径也减小,但是HRPSoC循环性能并没有提高。此外探讨了硫酸钡对铅和硫酸铅成核过程的影响,结果表明硫酸钡促进铅的成核过程,有利于硫酸铅的溶解,改善充放电性能,延长了HRPSoC循环寿命。
分别研究比较了只加入炭黑添加剂和加入炭黑和气相二氧化硅的混合添加剂对负极性能的影响,表明当加入的炭黑和气相二氧化硅量分别是1%和0.4%时,电池能够达到最佳容量和HRPSoC性能。通过孔径分布和平均孔径分析,表明气相二氧化硅的加入明显提高了孔隙体积和平均孔径,加入1%气相二氧化硅时,孔隙率达到了81.21%,但HRPSoC循环性能下降非常快,研究发现孔径在1μm到3μm之间时,能获得最好的HRPSoC循环性能。
