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铅酸蓄电池生产包含了一系列复杂的工艺流程,化成是其中一个重要的环节。极板在化成浸酸过程的反应机理将直接影响电池的储存性能和使用寿命。本文通过研究阀控式铅酸蓄电池内化成浸酸阶段的反应机理,从而研究铅枝晶在隔板上生长的过程,为实际生产选择合适AGM隔板以及优化硫酸钠电解液添加剂用来抑制铅枝晶生长提供理论依据,得出以下结论:本论文研究12 V 12Ah阀控式铅酸蓄电池浸酸过程,采用XRD、SEM、AAS等方法表征和分析极板组成和结构变化。研究表明:(1)在极板浸酸初期,由于硫酸与PbO反应迅速,电池内部温度迅速上升并超过60 ℃,而后电池温度逐渐降低,正负极板的化学组成在浸酸前30 min变化也非常迅速,而后变化缓慢;(2)AGM隔板中沉积的PbSO4溶解度主要由电解液温度、极板颗粒大小、硫酸浓度以及Na2SO4添加剂同离子效应决定。对于固化极板,尤其是负极板,极板上的PbSO4比分析纯PbSO4颗粒更小,这使得固化极板上PbSO4有更高的溶解度,然而温度升高对PbSO4溶解度影响更明显;(3)由于装配压力大使得硫酸难以进入到极板的内部,导致了在极板上形成硫酸浓度梯度,甚至在隔板的中间呈现中性,使Pb2+的浓度明显升高。添加Na2SO4作为同离子可明显抑制PbSO4的溶解,在0.25%-0.5%Na2SO4添加量范围Pb2+的浓度最低。采用模拟电池以及落后故障电池研究隔板铅枝晶生长,结果表明:(1)铅枝晶的生长与电池温度、Pb2+的浓度、AGM隔板厚度和粗纤维含量有关。负极板固化温度比正极板低,颗粒更细,面对负极板一侧隔板上的Pb2+浓度比面对正极板的高;(2)溶解的Pb2+与SO42-反应生成PbSO4容易沉积在隔板的粗纤维上。细小PbSO4通过溶解-沉积平衡继续转化成大颗粒,并沿着粗纤维沉积和生长,在随后的充电过程中,PbSO4将转化成棒状铅枝晶,容易导致电池短路。使用更多细纤维可以减少隔板孔径,抑制铅枝晶生长。延长浸酸时间、减小隔板厚度以及生产过程中存在缺陷,如过度弯曲极耳,都会增加铅枝晶短路风险。Pb电极上的析氢速率和CV及EIS测试表明,当硫酸电解液中添加0.25%-0.5%的Na2SO4时,电极的析氢极化电流增加,加速氢气形成,同时降低了 Pb电极的阳极氧化峰电流,使电极表面形成一层致密PbSO4膜。添加Na2SO4增大低频区的阻抗膜,使电极体系极化电阻增大。并且添加0.25%-0.5%Na2SO4增大了 PbO2电极的阳极氧化峰电流,促进PbO2的形成。