铅酸蓄电池低温性能的改善与提高

论文摘要

电动自行车作为发展中国家的代步工具,近年来发展迅速,特别是我国。由2000年的29万辆发展到2006年的1920万辆。其配套的95%以上采用的是铅酸蓄电池,可以预料,在今后相当长的一段时间内,该产品将会蓬勃发展。因铅酸蓄电池低温性能不佳,使得电动自行车在华北、西北、东北地区的发展不如南方。若能延长低温放电时间,则在这些地区将会得到更广阔的市场。本文从实际应用出发,以常用的6DZM10产品为例,研究其在-10℃～-20℃温度范围内,特别是-10℃的充放电性能。本文通过测试发现,向极板中添加一些添加剂,对改善电池的低温性能有着明显的作用,研究发现,这些添加剂一方面能改善电池的低温充放电性能,另一方面又会对电池的其它性能有损害。在重点强调对低温性能贡献大的添加剂外,还要兼顾对其它性能方面的负面影响,力求达到较好的平衡。研究发现无机添加剂如Na2SO4、BaSO4、石墨、乙炔黑等适量的添加,对铅酸电池的低温性能有较好作用,而SnSO4虽对电池容量贡献较大,但其负面作用也不容忽视,因此选用要慎重;有机添加剂如木素、腐殖酸等虽对充电有阻碍作用,但提高低温放电能力却很明显,它们和无机添加剂的联合使用可以达到更好的效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 铅酸蓄电池发展现状和面临的挑战
• 1.1.1 铅酸蓄电池研究现状及最新进展
• 1.1.2 铅酸蓄电池的结构及工作原理
• 1.1.3 铅酸蓄电池容量的影响因素
• 1.1.4 影响铅酸蓄电池寿命因素
• 1.1.5 铅酸蓄电池的失效模式
• 1.2 正负极添加剂对蓄电池性能的影响
• 1.2.1 硫酸盐和石墨
• 1.2.2 腐殖酸
• 1.2.3 木质素（木素）
• 1.2.4 其他添加剂
• 1.3 铅酸蓄电池的研究方法
• 1.3.1 微分扫描热量测定和热重分析法
• 1.3.2 高频阻抗RHF或内部阻抗
• 1.3.3 新型的电池状态监视技术
• 1.4 铅酸蓄电池在低温下的性能研究
• 1.4.1 低温充电存在的问题
• 1.4.2 对铅酸蓄电池低温充电过程的若干研究
• 1.5 本课题研究目的及意义
• 第二章 实验原理与方法
• 2.1 电池的制备
• 2.1.1 试剂及仪器
• 2.1.2 正负极铅膏的制备
• 2.1.3 正负极板的制备
• 2.1.4 实验用电池其它基本参数
• 2.2 电池性能测试
• 2.2.1 电池实验前的预处理
• 2.2.2 电池性能测试
• 第三章 铅酸蓄电池低温中影响容量的相关因素
• 3.1 低温下正负极充电容量的比较
• 3.2 电解液密度对负极充放电容量的影响
• 3.3 不同充电速率对负极容量的影响
• 3.4 不同放电深度对充电效率的影响
• 3.5 电池极板干燥固化温度对电池性能的影响
• 3.6 极板厚度对活性物质利用率的影响
• 第四章 添加剂及量的选用对铅酸电池低温性能的影响
• 4.1 正极添加剂对电池性能的影响
• 4.1.1 石墨
• 4.1.2 硫酸亚锡
• 4.2 负极添加剂对电池性能的影响
• 4.2.1 木素
• 4.2.2 腐殖酸
• 4.2.3 乙炔黑
• 4.2.4 硫酸钠
• 4.2.5 硫酸钡
• 4.3 电解液添加剂对电池性能的影响
• 4.3.1 电解液添加剂的筛选
• 4.3.2 添加硫酸钠对电池性能的影响
• 4.3.3 硫酸亚锡
• 4.4 三水平四变量法优化负极添加剂用量组合
• 4.4.1 不同添加剂含量配方优化实验
• 4.4.2 计算最佳配方
• 4.5 配方改良后电池性能的验证测试
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 致谢