铅酸电池的几种添加剂
铅酸蓄电池添加剂的应用分析
铅酸蓄电池添加剂的应用分析张叶斌山东师范大学附属中学（幸福柳校区）山东济南250100摘要：电池是人们生活的必备物品，一般可以根据其使用的寿命分为一次电池和二次电池，因为一次电池的使用期短，在实 际中并不常见，人们也往往青睐于使用二次电池。
如今市面上最常见的二次电池就是铅蓄电池。
由于电池一直是环境污染的间 接危害物品之一，所以对其添加剂的改革，在科学界从未停止，如何在降低其环境污染的情况下，延长其使用寿命，是当下电池改 革的重点。
关键词：铅酸蓄电池；添加剂；电解质经验交流_______________________________________________________________________________科技风2〇17年I 2月D 01：10.19392/j . cnki . 1671-7341.201726204铅酸蓄电池是人们生活中常见的一种二次电池，其基本工 作原理为负极失去电子，使正极被还原。
而由于正极本身的活 动性较低，一般在使用的过程中需加人适当的添加剂，以提高 反应活性并同时延长其使用寿命。
一般来说，添加剂不仅可以 影响电池正极，同时也可以作用于负极。
有效地使用添加剂可 显著提高电池的使用率。
—、正极铅酸蓄电池的正极一般活性较低，主要是得到电子，维持电解质的平衡。
在正极加人添加剂，一般是为了提高正极反应 物的活性，让其更好的完成电子的转移。
以铅酸蓄电池为例， 铅在负极由零价升为正二价，在这个过程中，会多余两个电子， 并产生电流，到达正极，使得正极的氧化铅降为二价。
在这个 过程中，正极加人添加剂可以促进氧化铅的转化过程，使整个 反应向着放电的方向进行。
还有一部分的添加剂的作用是激 发反应物活性，例如在反应物中加人多并苯等物质，就是为了 让氧化铅的反应程度增大，增大其得到电子的能力，在这个过 程中，增强其内部能量，让其更容易的发生碰撞[1]。
很多电池之所以失活很快，而且使用周期很短，和其表面 的电阻逐渐增大有很大关系，随着使用周期增加，整个电池的 循环会被逐渐打破，一些本该进人循环的物质，沉积在正负极 之上，增大了其电阻，又因为覆盖作用，导致其发生电子得失的 能力越来越弱，系统的平衡被打破，电池的寿命也到了极限。
铅酸蓄电池基本知识
铅酸蓄电池基本知识电池：通过化学反应提供直流电能的电化学装置电池是一种能量转化与储存的装置，它主要通过化学反应将化学能或物理能转化为电能。
它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。
Cell 和Battery的区别：① Cell 是指一般的小型和单个电池，更强调单个单元;② Battery是指蓄电池和电池组,更强调系统或者组;③ Battery 运用得更加广泛，是电池的通用名称，包括锂电池、镍氢电池、蓄电池、干电池等等。
一次电池与二次电池的异同点：一次电池只能放电一次，二次电池(也叫可充电电池)，可反复充放电循环使用，可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放电远小于二次电池。
电池种类一次电池：不可充电，如锌锰、碱性、锂电池二次电池：可充电，如铅酸、镍氢、锂离子电池高级电池：结构特殊，性能卓越，如锌空电池，以空气做正极，体积很小，用于助听器。
燃料电池：Fuel Cell, FC, 将存在于燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的化学能转化为电能的装置，不是蓄电池，是发电机，1839年由英国的Grove发明。
太阳能电池：物理电源，通过光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置，1883年Charles发明首块太阳能电池，前景广阔，目前成本高，限制了应用。
电池由外壳、正极、负极、端子、隔膜等组成外壳：一般是塑料或金属材质正极：电流的流出端负极：电流的流入端端子：内部与活性物质相连，外接用电器隔膜：防止正、负极短路，并提供电子的内部传递通道蓄电池：蓄电池(Storage Battery),也称二次电池,是通过充电将电能转换为化学能贮存起来，使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。
铅酸蓄电池高效添加剂-v3
果极板表面或密封塑壳有缝隙，硫酸铅结晶就会在这些缝隙内堆积，并产生膨胀张力，最 终使极板断裂脱落或外壳破裂，造成电池不可修复性物理损坏。
导致铅酸电池寿命短的第二个原因是在电池充放电频率高的情况下造成电池阴极快 速极化。
常规的汽车电池一天内可能只有几次充电-放电的循环过程，但是具有启停功能的电 池必须能够经受住几十次这样的循环过程。为了满足这一要求，微混动力汽车制造商一般 将电池的尺寸增加一倍，并且采用更坚固的阀控式铅酸电池（VRLA）设计方案。此方法虽 然解决了循环问题，但是增加了电池重量、成本和对汽车的空间要求，这些都有悖于生产 尺寸小、高效节能的目标。
添加了 2.0%添加剂的电池当完成了第 4 次循环工况后放置 3 周后再充电，在第 5 次 工况后其充-放电性能再次得到提高（图 3 c）。
由此可见，高效添加剂的加入能有效改善铅酸电池的充放电性能，并且 大大延迟了电池阴极的硫酸化过程，从而延长铅酸蓄电池的性能和使用寿命 30%以上。
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湖州三峰能源科技有限公司
延长铅酸蓄电池寿命的高效电解液添加剂 简介
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延长铅酸蓄电池寿命的高效电解液添加剂
一、铅酸蓄电池所存在的问题 从 1859 年，法国人加斯东普兰特发现了铅酸充放电的现象后，铅酸蓄电池一直是电
高倍率部分荷电态 充‐放电次数
12000 10000
8000
a)
不加添加剂
6000
4000
2000
0 0123456789 SoC 工况次数
6
高倍率部分荷电态 充‐放电次数
16000 14000 12000 1000
铅酸蓄电池负极有机添加剂
电源技术
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专
题
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（ 6） 负极加酸腐殖酸 !F?"1*MF I5"1F J*18 "H*N 8KL*H "H*N （ Q） 负极加碱腐殖酸 !F?"1*MF I5"1F J*18 "5P"5*CF 8KL*H "H*N 图 ’ %O 组 ;< 电池首次充电析氢量 >*? 2 ’ $GNAB?FC FMB5K1*BC H"I"H*1G BD %O ;< E"11FAG "1 18F 7R1 H8"A?F
的含量进行了测定。黑腐殖酸在酸腐殖酸 （硫酸腐殖酸、 盐酸 腐殖酸、 醋酸腐殖酸……） 中含量高于碱腐殖酸 （分为 D0,*、 后者仅用于科研， 因成本高， 来源困难而不能在生 Q,*、 R7,*， 产中应用） 。制取腐殖酸的风化煤中腐殖酸含量为 &(S P <"S （游离腐殖酸含量为 %S P <S ， 其余以金属盐形式存在） ， 泥煤 中腐殖酸含量为 &"S P ((S ， 褐煤中腐殖酸含量在 %"S 左右， 草甸土中为 %"S P ("S 。腐殖酸中碳 ((S P <(S ， 氧 !(S P 氢( ; (S P < ; (S ， 氮 %S P &S ， 还有少量硫、 磷、 金属； 官 %(S ， 能团以酚基、 醌基、 羧基较多， 醇羟基、 羰基、 半醌基为次。密度 # ; %( P # ; &( 2 T H3% ， I* 值 % P &。用做负极添加剂主要可提高
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型，广泛应用于汽车、UPS电源等设备中。
为了提高铅酸蓄电池的性能和延长其使用寿命，通常会添加一定的有机添加剂，以改善电池的性能。
不同种类的有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响是一个备受关注的问题，本文将探讨不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响。
一、引言有机添加剂是通过在电池电解液中加入一定的有机物质，来改善电池的性能。
常见的有机添加剂包括表面活性剂、分散剂、络合剂等。
这些有机添加剂能够改善电池的充放电性能、减轻极板硫化、抑制自放电等，从而提高铅酸蓄电池的性能。
不同种类的有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响是一个复杂的问题，目前尚未有全面的研究和总结。
本文将综合现有研究成果，探讨不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响，以期为铅酸蓄电池的改进和优化提供参考。
1. 表面活性剂表面活性剂是一种能够改善电极表面活性的有机物质，其添加能够改善铅酸蓄电池的充放电性能。
研究表明，添加适量的表面活性剂能够减轻电极极化现象，提高电池的循环寿命。
表面活性剂还能够改善电池的抗过充、抗过放能力，从而提高铅酸蓄电池的安全性能。
2. 分散剂3. 络合剂络合剂是一种能够与金属离子形成络合物的有机物质，其添加能够促进电池中金属离子的稳定性。
研究表明，添加适量的络合剂能够有效抑制金属离子的析出和沉积，延长电池的使用寿命。
络合剂还能够提高电池的循环寿命和安全性能，减少电池的维护成本。
三、结论通过对不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响进行综合分析，可以得出如下结论：1. 表面活性剂能够改善铅酸蓄电池的充放电性能，提高电池的循环寿命和安全性能。
3. 络合剂能够促进电池中金属离子的稳定性，延长电池的使用寿命和减少维护成本。
合理选择和添加适量的有机添加剂，对于改善铅酸蓄电池的性能和延长其使用寿命具有重要意义。
有机添加剂的研发和应用，将为铅酸蓄电池的改进和优化提供重要技术支持。
铅酸电池的结构与原理
铅酸电池的结构与原理铅酸电池是一种十分常见的蓄电池，由铅和铅二氧化物构成的极板和稀硫酸溶液构成的电解液组成。
铅蓄电池主要用于汽车、UPS、太阳能电池组等应用领域，具有体积小、价格低廉、容量大等特点。
首先，让我们来了解一下铅酸电池的结构。
铅酸电池主要由极板、电解液、隔板和外壳四个部分组成。
极板是铅酸电池的主要部件之一，由铅和铅二氧化物构成。
正极板通常由铅二氧化物（PbO2）和少量的碳黑、石墨等添加剂制成，负极板由纯铅（Pb）制成。
正极板和负极板的排列方式决定了电池的电压和容量。
电解液是铅酸电池中的重要组成部分，主要由稀硫酸（H2SO4）溶液构成。
铅酸电池中的电解液需要具备一定的浓度和酸度，以提供足够的离子导电能力。
隔板是正极板和负极板之间的隔离物，通常由酚醛树脂、玻璃纤维等材料制成。
隔板的作用是防止正负极之间的短路，并且允许电解液中的离子通过。
外壳是铅酸电池的外部包装，通常由塑料材料制成。
外壳起到对内部部件的保护作用，同时也方便安装和携带。
接下来，让我们来探讨铅酸电池的工作原理。
铅酸电池是一种电化学装置，通过化学反应将化学能转化为电能。
铅酸电池的充放电过程主要有以下几个步骤：1. 充电过程：当外部电源输入电流时，电解液中的硫酸分子（H2SO4）分解成氢离子（H+）和硫酸根离子（SO4²-）。
正极板上的PbO2被还原成PbSO4，同时放出一个电子；负极板上的PbSO4被氢离子还原成Pb，并吸收一个电子。
这些电子流经外部电路，使电池产生输出电流。
2. 放电过程：当外部负载连接到电池上时，正极板上的PbSO4被氢离子还原成Pb，并吸收一个电子；负极板上的Pb被氧气从氧化剂还原成PbSO4，放出一个电子。
这些电子经过外部负载，产生输出电流，同时氢离子和硫酸根离子重新结合成硫酸分子。
随着充放电的进行，铅酸电池中的电解液中硫酸的浓度逐渐降低，同时极板上的硫酸铅（PbSO4）也逐渐积累。
当电池充电电压达到一定程度时，反应逆转，即硫酸铅重新变为铅二氧化物和纯铅，实现了充电。
铅酸电池电解液成分
铅酸电池电解液成分
铅酸电池电解液是一种酸性电解液，由硫酸、水和添加剂组成。
在电池中，电解液起
着导电的作用，同时还参与了阴阳极反应中的一些化学反应。
其中，硫酸是电解液的主要成分，可以发生以下反应：
H2SO4 -> 2H+ + SO42-
硫酸和水反应还会产生一部分的H3O+和HSO4-：
添加剂是为了改善电池性能和延长电池寿命的化学品。
它们通常被分为三类：抑制剂、缓冲剂和增容剂。
1. 抑制剂
抑制剂可以抑制电池中的一些不利于电池寿命和性能的反应。
通常用的抑制剂有：硫
酸丙酮酰胺、硫酸邻苯二甲酰胺、硼酸和硼酸钠等。
这些物质能够减少电解液对极板的腐蚀，阻止正负极之间的短路和增加电池的运行时间。
2. 缓冲剂
缓冲剂是为了控制电解液中的酸性和硬度，其中最常用的缓冲剂是氯化钾和磷酸盐。
这些物质能够控制电解液的pH值，防止电池过早失效。
3. 增容剂
增容剂也被称为水剂，是为了增加电解液中的水含量而添加的化学物质。
水的存在可
以使电解液的电导率更好，从而提高电池的输出功率。
常用的增容剂有醋酸钠、丙酮溶液
和乙二醇。
总的来说，铅酸电池电解液的成分可以分为硫酸、水和不同类型的添加剂。
这些成分
的比例和质量非常重要，因为它们直接影响电池的性能和寿命。
为了保证铅酸电池的长寿
命和高性能，必须使用高质量的电解液并控制它的使用方式。
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响
铅酸蓄电池是广泛应用于汽车、UPS、太阳能电池板等领域的重要储能设备，它的性能与寿命直接影响到应用效果和经济效益。
为了提高铅酸蓄电池的性能，许多研究都着眼于添加各种有机添加剂，本文将对不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响进行综述。
磷酸二丁酯（DBP）是一种常用的有机添加剂，它可以提高电极的活化程度，增大电极与电解液的接触面积。
研究表明，适量添加DBP可以提高铅酸蓄电池的放电容量、降低内阻、延长寿命。
同时，DBP还可以减小极板的产生量，改善铅蓄电池的循环性能。
乙二酸二甲酯（DMS）是一种天然衍生物，可以抑制铅酸晶体的生成，改善铅蓄电池的电化学性能。
研究表明，DMS的加入可以提高电池的放电容量、循环性能和计量效率，同时减少电池在高温条件下的蒸发损失。
硬脂酸（SA）可以防止极板的过优生成和减少极板的自放电反应，从而改善铅酸蓄电池的循环性能和寿命。
研究表明，添加适量的SA可以显著提高电池的放电容量和寿命。
总之，添加不同种类的有机添加剂可以改善铅酸蓄电池的电化学性能，提高电池的放电容量、循环性能和寿命。
从上述综述可以看出，DBP、TCP、DMS和SA等有机添加剂在铅酸蓄电池中都有一定的应用潜力，但需要进一步研究其适宜添加量和配比，以实现最佳效果。
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响铅酸蓄电池是一种常见的化学电池，它使用铅和铅二氧化物作为电极材料，硫酸作为电解质，通过电化学反应来实现储存和释放能量的功能。
为了提高铅酸蓄电池的性能和寿命，人们常常会在电池中添加一些有机添加剂来改善其性能。
这些有机添加剂的类型多种多样，不同种类的有机添加剂对铅酸蓄电池的性能有着不同的影响。
本文将对不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响进行探讨，并提出一些改进铅酸蓄电池性能的方法。
第一种有机添加剂是脲类有机添加剂。
脲类有机添加剂可以提高铅酸蓄电池的循环寿命和抗过充、过放性能。
研究表明，适量的脲类有机添加剂可以有效地减少铅酸蓄电池的枝晶生长，阻止枝晶穿透电解液和隔膜，从而减少枝晶短路，延长铅酸蓄电池的使用寿命。
脲类有机添加剂还可以改善铅酸蓄电池的充电性能，提高其容量和循环寿命。
在铅酸蓄电池中添加适量的脲类有机添加剂可以有效地改善其性能。
除了上述三种常见的有机添加剂外，还有一些其他种类的有机添加剂也可以对铅酸蓄电池的性能产生影响，如酚类有机添加剂、羧酸类有机添加剂等。
在实际应用中，人们可以根据具体的需求和环境条件选择合适的有机添加剂来改善铅酸蓄电池的性能。
在选择有机添加剂时，需要考虑其对环境的影响。
一些有机添加剂可能会对环境产生毒害，加剧环境污染。
在选择有机添加剂时，需要考虑其环境友好性，尽量选择对环境影响小的有机添加剂，并严格控制其使用量，以减少对环境的不良影响。
除了添加有机添加剂外，还可以通过改进铅酸蓄电池的制造工艺和材料配方，来提高其性能。
可以采用新型的电极材料、电解液、隔膜等，来改善铅酸蓄电池的性能。
还可以通过优化电池的结构设计，提高其循环寿命和安全性能。
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型，广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能储能等领域。
为了提高铅酸蓄电池的性能，人们逐渐意识到添加有机添加剂可以改善铅酸蓄电池的循环寿命、循环性能和耐高温性能等。
有机添加剂是指在电解液中添加的一类有机化合物，其作用是在充放电过程中与活性物质发生化学反应，以提高电池的性能。
不同种类的有机添加剂对铅酸蓄电池的性能影响各不相同，本文将探讨不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响，并分析对比它们的优缺点。
一、胺类有机添加剂胺类有机添加剂在铅酸蓄电池中被广泛应用，其作用主要是通过与铅板表面发生反应形成一层保护膜，从而延长铅板的使用寿命。
胺类有机添加剂还能降低电解液的结晶温度，改善铅酸蓄电池在低温环境下的放电性能。
胺类有机添加剂也存在着易挥发、易氧化和易发生腐蚀等缺点，这些缺点可能导致铅酸蓄电池的循环性能和安全性下降。
环氧化合物类有机添加剂主要是通过在铅板表面形成一层致密的氧化膜来改善铅酸蓄电池的性能。
这种致密的氧化膜能减少铅板和电解液之间的接触，从而降低自放电率和延长电池的寿命。
环氧化合物类有机添加剂还能提高电池的充电效率和循环寿命，但是其缺点是价格较高，制备工艺复杂，不易大规模应用。
脂肪酸类有机添加剂通过在铅板表面形成一层脂肪酸盐膜来提高铅酸蓄电池的性能。
这种脂肪酸盐膜能降低铅板的极化，改善电池的循环特性和循环寿命。
脂肪酸类有机添加剂在改善铅酸蓄电池性能方面具有一定的优势，但是其应用范围受到一定限制，不适用于所有类型的铅酸蓄电池。
从上述分析可以看出，不同种类的有机添加剂对铅酸蓄电池的性能影响各有所长短，需要根据具体的应用场景和要求进行选择。
在实际生产中，可以根据电池的使用环境、循环寿命要求和价格成本等因素来综合考虑，选择合适的有机添加剂进行调配，以提高铅酸蓄电池的性能和使用寿命。
有机添加剂在铅酸蓄电池中发挥着重要的作用，可以有效改善电池的循环寿命、循环性能和耐高温性能等。
铅酸电池负膏中的添加剂
负膏中的添加剂添加剂腐殖酸炭黑硫酸钡松香1，2酸甘油含量0.1~0.3% 0.2~1% 0.005~0.2% 0.1~0.2%一、添加剂的种类与作用由于铅蓄电池负板在放电时，分别形成海绵铅和PBSO4，其密度差别很大，因此负板活性物质中存在着空间的应力与张力。
即由于海绵铅表面积很大，活性高，处于热力学不稳定状态，具有表面收缩趋势。
为保持活性物质的空间稳定性、改善其性能，通常在负板铅膏中加入总量不大于3％的有机物质和无机物质。
1、木素磺酸盐木素磺酸盐是从木材加工过程的纤维经磺化作用分离出来的，其基本结构部分是苯基丙烷的衍生物。
由磺化作用分离出来的木素磺酸盐是棕色物质，含0.8%总硫量，0.1％无机硫，0.2%还原糖，13.9%的甲氧基（－OCH3），0.3%Ca，6.5%Na。
可完全溶于稀硫酸溶液，其溶解度随酸度升高而降低；随酸度降低而升高。
作用：1）吸附在海绵铅的表面上的阻止不渗透的PbSO4层的形成。
它一种盘状结构阴离子型的复合物，以表面吸附物或悬浮物的形式保持在电极基体内。
在放电期间，由于反应界面酸度的变化（PH值增加），它从铅电极基体上解吸下来，盘状结构收缩，形成一种不稳定的木素络合物，吸附在新形成的PbSO4上，使之形成多孔物质，阻止不渗透PbSO4层的形成，从而延缓了电极钝化过程，改善了电池低温大电流放电性能。
2）限制树枝状枝晶的发展，从而减少电池短路的危险。
放电终了，它强烈地吸附在金属铅上尤其强烈地吸附在铅的枝晶上，限制了枝晶的发展，减少了侧面短路的可能性。
3）促使气体更快产生，促进形成多孔的海绵铅。
由于木素磺酸盐加入量的增加，也可能产生充电受阻的不利影响。
因为连续地多层的吸附，吸附分子定向地越来越多地垂直于电极表面，吸附分子亲水头定向地朝向溶液，影响PbSO4在充电时的溶解过程，使充电受阻，需提高充电电压，导致寿命的缩短。
一般加入木素磺酸盐为负极铅膏的0.3%较为理想。
2、硫酸钡：硫酸钡晶体结构为斜方晶系型，与硫酸铅的晶体结构相似。
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响
不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响铅酸蓄电池是重要的电池类型，其广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能电池板和通信系统等领域。
而有机添加剂的加入能够改善铅酸蓄电池性能和寿命。
本文将探讨不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响。
首先，有机添加剂可以改善铅酸蓄电池的循环寿命和容量保持性能。
循环寿命是指电池在多次充放电循环中的使用寿命，而容量保持性能则指电池在长时间使用后，保持其额定容量的能力。
其中，一些有机添加剂如抗硫酸化剂能够缓解正极活性物质与硫酸反应而导致的容量衰减；某些还原剂能够消除正极表面的氧化层，使得电化学反应更加均匀，从而提高电池的容量和循环寿命。
其次，有机添加剂还能够提高铅酸蓄电池的耐腐蚀性能。
铅酸蓄电池的电解液是硫酸溶液，极易腐蚀正极、负极和电池容器等部件。
而一些有机添加剂，如谷胱甘肽和丙氨酸能够形成一层保护膜，防止电解液对电池内部的腐蚀作用，从而延长电池寿命。
此外，有机添加剂还能够提高铅酸蓄电池的起始性能和低温性能。
起始性能指电池在充电后的首次放电表现，而低温性能指电池在低温环境下放电的表现。
添加抗冻剂和防止充电剂可以降低电池内部电阻和极化作用，提高起始性能和低温性能。
此外，一些有机添加剂还可以增加正极活性物质的表面积，从而提高电池的电化学反应速率和能量密度，使得电池能够在高功率和长时间高负载的情况下使用。
总之，有机添加剂对铅酸蓄电池的性能有着显著的影响。
添加不同种类有机添加剂可以改善铅酸蓄电池的循环寿命和容量保持性能、提高其耐腐蚀性能、起始性能和低温性能。
但是需要注意的是，不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池的影响是有限的，添加过多或添加不当会影响电池寿命。
因此，在实际应用中需要选择合适的有机添加剂，并控制其添加量和添加时机。
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that：1 Adding the 1-1.5wt% Sn to Pb-Ca alloy ，the creep resistance of the grid was restored ， the growth of the
最早的铅酸电池是由Plante发明的，当时以两块铅板作为电极，进行反复充放电，时间较长且容量较低。1880年Faure由Pb3O4，
H2SO4和H2O和制成铅膏涂于铅片上，缩短了化成时间，现在的涂膏式极板就是由此而来。1881年Swan用铅械性能。
the organic additives to PAM can be good to form the PbO2，or form colloid ，or making the colloid agglomerate etc.
Otherwise，the PAM softening and shedding could not be avoided ，and people can only search for some effective add
是一个开放的体系，与外界电解液中物质存在着物质交换，这一交换可以改变PAM中晶体区与无定形区之间的平衡和比例，从而影响PAM
的电化学行为。由于PAM微粒有很大的真实表面积，可以吸附加入的某些物质，而使PbO2及PbSO4的形貌、结构、作用、性能等产生相应
的变化。王定华等人认为，加入碱金属，碱土金属的盐，可以防止在PAM与板栅间生成阻挡层。与含锡合金配合使用效果比较好，对电池
活中不可或缺的交通工具，但是能源的日益枯竭、大气污染的日益加剧以及人类环保意识的不断加强，人们迫切要求开发无污染、零
排放的电动交通工具。而电动汽车正是顺应着这种需要而发展起来的最终主宰人们交通的一种必不可少的交通工具。为此，蓄电池替
代汽油作为汽车的动力源也成为必然。目前电动汽车所用的车载电源主要有金属空气电池、金属氢化物镍电池、镉镍电池、常温二次
锂电池、热电池以、铅酸蓄电池以及燃料电池。虽然铅酸电池的质量比能量、体积比能量不能和Cd-Ni、MH-Ni、Li离子、Li聚合物电
池等相比，但它的性能价格比仍有很大优势，特别是作为备用电源和动力电源等应用领域，由于铅酸电池容量大，大电流放电性能好
，无记忆效应，价格便宜，因此铅酸电池的销售额仍居化学电源产品的首位。
提高活性物质网络结构之间的导电性，消除蓄电池容量早期下降；3纤维类添加剂可以提高PAM的强度，防止其裂纹、起泡和脱落，
从而延长电极使用寿命，并提高大电流放电能力和电池容量；4有机添加剂的加入可以增强PbO2的形成，或形成保护胶体或使胶体凝
聚等。然而，正极活性物质的软化、脱落是不可避免的，人们只能寻求一些有效添加剂减缓正极活性物质的软化、脱落。
得的正极板比用α-PbO制的循环寿命短、容量低，并且要使极板有良好的电化学性能，β-PbO的含量应低于15％。纤维类如聚丙烯
、聚氯乙烯、腈纶、但尼尔、聚四氟乙烯等纤维，可以提高PAM的强度，防止其裂纹、起泡和脱落，从而延长电极使用寿命，并提高
大电流放电能力和电池容量[9]；有关文献报道，有机添加剂如羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、PTFE纤维素盐、水溶性高分子
晶体区和无定形区组成，并包含凝胶区，晶体区是良导体，而凝胶区为离子的良好导体。随着充放电循环的进行，无定形态
逐渐晶形化，即结晶度增加，水化聚合物链数目减少，凝胶区电阻增加，晶粒间的电接触恶化，同时充电时形成的PbO2带电
胶粒又互相排斥，最终造成正极活性物质的脱落。
3 正极活性物质软化、脱落（PCL现象之一）的改善
grid was prevented，and the battery serve life was lengthened. 2 The electricity of PAM net structure was improved
by using the electrolyte with adding K2SO4 ，and the degrading of the battery capacity in premature was eliminated.
铅酸电池的几种添加剂(VRLA电池正极活性物质软化、脱落的改善)
作者：包有富 闫智刚 加入时间：2005-12-21 10:25:53
摘要：本文对正极活性物质软化、脱落的机理作了简单的介绍。对改善VRLA电池正极活性物质软化、脱落的几种添加剂作用也作了
简单的介绍。文献报道：
1在Pb-Ca合金中加入1-1.5wt％的锡能够使板栅恢复抗蠕变性能而防止了板栅的增长，延长电池使用寿命；2含添加剂K2SO4的电解液
损耗少，不需补水等优点。但是板栅合金中Ca的含量将直接影响了板栅的腐蚀速度，R.D.Prengaman认为，减少Ca的含量可以改善
板栅合金的抗腐蚀能力，Ca的含量越低板栅的腐蚀速度越慢[5]；在Pb-Ca合金中加入1-1.5wt％的锡能够使板栅恢复抗蠕变性能而
防止了板栅的增长[6]，延长电池使用寿命。有关文献认为，早期容量下降的原因是板栅和活性物质界面上形成的电阻层所致，而
紧密并具有较大的硬度，而β�PbO2为针状细小晶粒，直径仅为15×10-3μm，故易于脱落。
珊瑚状结构模型内容为：微观上活性物质中存在着大孔和微孔，大孔d 尺寸超过0.5μm，它是有许多小孔形成的。随着充
放电循环的进行，活性物质表面收缩，形成核心而出现珊瑚状结构。多次充放电循环后，小孔聚集增多，使大孔不断增长向核
，并且充放电过程中活性物质的体积变化将引起正极铅膏的软化、脱落。iller等人认为，随着循环寿命的增加β-PbO2也
继续增长，活性物质的比表面也从4m2/g降到2.5m2/g，晶体微粒也随着循环次数的增加而增长，从而使得 β-PbO2 与板栅失去
接触效果[2]，从而造成正极活性物质软化脱落。正极活性物质的软化及脱落机理，人们历经了三个时期的讨论和认识。在60年
次将氧气复合原理在商品电池中实施，实现了铅酸蓄电池技术上的重大突破。1973年诞生了第一个商业化的阀控铅酸
（VRLA）蓄电池[1]。这也是目前在各行业广泛应用的VRLA蓄电池。最近5年，虽然铅酸电池性能如循环寿命等已有巨
大的改善，但是VRLA蓄电池的早期容量损失（premature capacity loss）即PCL问题仍然存在。
1957年，西德Sonnenschein公司首次将凝胶电解质技术应用于铅酸电池，制成接触变性凝胶工业电池并投放市场。
同年英国Chloride公司发明了“Tovguestarter”再化合免维护电池，标志着实用密封铅酸蓄电池的诞生。1971年美国
Gates公司首次将超细玻璃纤维用于密封铅酸电池中，生产出吸液式卷绕极板圆筒形电池，获得专利并批量生产，第一
关键词：VRLA电池 正极活性物质PAM 使用寿命
Improvement of the VRLA battery positive active material (PAM)
softening and shedding
Bao Youfu Yan ZhiGang
Abstract: The mechanic of PAM softening and shedding were introduced in this paper in brief. The several additives
2 正极活性物质软化、脱落（PCL现象之一）机理
现在，VRLA电池普遍应用于邮电通信、电力系统、军工系统、铁路系统等，并且已经开发了民用的电动车用VRLA
电池。但是，在应用过程中发现VRLA电池存在着传统铅锑合金蓄电池不曾有过的容量早期下降（PCL）的缺点。现在
VRLA电池早期失效（PCL）的原因之一就是正极活性物质失效所致。活性物质在充放电循环过程中，α-PbO2逐渐转化为β-PbO2
代提出了网络结构理论，70年代又提出了珊瑚状结构模型，至80年代产生了晶体;凝胶体系的理论[3]。
网络结构机理内容为：正极是以α�PbO2为骨架构成的导电网络，在电池进行充放电循环时，α�PbO2向β�PbO2转化
，使α�PbO2的导电网络结构被逐渐削弱，最终导致活性物质脱落。因为α�PbO2沉积时可得到1μm较大颗粒，颗粒间结合
在铅钙合金板栅的蓄电池中添加含乙二胺四乙酸钾的电解液，或化成液和电池电解液中添加K2SO4，此时，含添加剂的电解液通过
扩散输送到极板内部以及腐蚀层内部后，提高正极板栅与活性物质间腐蚀层中PbO2的含量，活性物质网络结构之间的导电性，增
加电极强度和吸酸量。从而能够有效地提高正极活性物质利用率，消除蓄电池容量早期下降[7][8]。保勇等人认为，用β-PbO制
穿透，破坏了正极结构，导致活性物质脱落。
晶体�凝胶体系机理的内容为：正极活性物质体系为胶体体系，可以看成两个层次的结构，首先是PbO2晶粒相互连接，
构成团块，然后由团块相互连接，构成支持PbO2晶粒的机械骨架，并做导电通路。团块晶粒间有小孔，这些小孔决定了正极
表面积和反应活性，这是微观结构。团块有大孔，构成正极活性物质本体传输的通路，这是宏观结构。PbO2晶粒和团块均由
3 The fabric additives can improve PAM strength and prevent crackle，bubbling and shedding of PAM. And it can also
lengthen the server life of electrode and improve the large current discharge ability and battery capacity. 4 Adding