铅酸蓄电池自1859年由普朗特发明至今,在汽车和工业领域中的应用已经非常广泛。随着人们对汽车电池要求的进一步提升,循环寿命和适用范围已经成为制约铅酸蓄电池发展的关键因素。木质素系膨胀剂作为提升电池初始容量和低温性能的重要添加剂,应用上目前仍存在原料依赖进口、作用机理不明、产品质量检测复杂等问题。为解决上述问题,本研究从木质素系膨胀剂的溶解状态出发,探索了膨胀剂的溶解状态与电池性能之间的关联,研究了膨胀剂与铅离子及铅板之间的作用方式,补充了木质素系膨胀剂在铅酸蓄电池中的作用机理,为工业选用木质素系膨胀剂提供了新思路。本研究主要选取三种商用木质素系膨胀剂LC-V,LS-H和LS-U为原料,通过烷基桥联反应对其进行改性,得到分子量增大且溶解性能下降的产品。通过合膏、涂板、固化、化成等步骤制作实验富液电池,研究了木质素系膨胀剂对水混铅膏的黏度、固化铅板的形貌以及实验电池性能的影响。水混铅膏黏度的研究结果表明,水溶性木质素系膨胀剂可降低水混铅膏的黏度,且随着磺化度的增加,膨胀剂对水混铅膏黏度降低的效果增强,在添加量0.04 wt.%-0.30 wt.%(相对于铅粉的质量)的范围内,水混铅膏的黏度随水溶性木质素添加量的增加而降低。对比烷基桥联改性前后样品对电池性能的影响,表明样品改性后可增加铅板中三碱式硫酸铅的含量,提升常温条件下的动、静态充电接受能力,减弱电池20小时率容量和在-18℃条件下的低温放电性能。从木质素系膨胀剂的溶解状态出发,通过研究水溶性木质素对铅离子的结合能力及其在铅板上的吸附情况,探索了水溶性木质素在铅酸蓄电池中的作用机理。结果表明,水溶性木质素的亲水基团如羧基、羟基、磺酸基等均有利于木质素与铅离子的结合,并且结合程度随浓度的增加、温度的升高以及pH的升高而增强。在硫酸和水溶剂体系中,水溶性木质素均可吸附在铅板表面,抑制铅板的氧化还原过程。在铅酸蓄电池的放电过程中,水溶性木质素可通过在硫酸电解液中与铅离子结合,解除负极表面的产物抑制进而达到促进放电的效果。但水溶性木质素可部分吸附在铅板表面,增加充电的内阻,抑制铅板的氧化还原过程。利用CTAB沉淀法,探索了不同pH条件下木质素磺酸盐和磺化碱木质素中磺酸基、羧基和酚羟基的电离情况,结果表明磺酸基在pH 1.0-2.0之间均可完全电离,且在此pH范围内羧基和酚羟基未发生电离。通过对比样品在硫酸和水中的溶解情况可区分木质素磺酸盐和木质素羧酸盐,通过对比样品在水和乙醇中的溶解状态可区分水溶性木质素及碱木质素类。依据木质素样品在不同溶剂中溶解状态的差异,可指导木质素的快速筛选和甄别。