铅基稀土合金作为正极板栅的阳极膜性能

采用交流阻抗(EIS)、交流伏安(ACV)、循环伏安(CV)、腐蚀失重实验等方法研究了铅-钙-锡-铝-银合金中添加混合镧铈稀土在硫酸溶液中的阳极行为。实验结果表明,混合镧铈稀土的添加能有效抑制阳极Pb(Ⅱ)膜的生长,降低Pb电极表面生成的Pb(Ⅱ)膜氧化膜电化学反应阻抗,改善阳极膜的导电性。增强合金的耐腐蚀性能,并且增加析氧的过电位,抑制氧气的析出,降低电池的早期容量损失

第2 7卷第 8期21 00年 8月

应用化学C N E J RNAL O P L E HEMITR HI ES OU F A P ID C S Y

V0. 7 No 8 12 .Au . 01 g2 0

铅基稀土合金作为正极板栅的阳极膜性能李瑞珍。张伟陈红雨 (华南师范大学化学与环境学院“摘要广州 5 00;株洲冶炼集团股份有限公司 10 6株洲 )

采用交流阻抗( I)交流伏安 ( C、环伏安 ( V)腐蚀失重实验等方法研究了铅 锡-银 ES、 A V)循 C、钙一铝一

合金中添加混合镧铈稀土在硫酸溶液中的阳极行为。实验结果表明，混合镧铈稀土的添加能有效抑制阳极 P (膜的生长， bⅡ)降低 P b电极表面生成的 P (Ⅱ) b膜氧化膜电化学反应阻抗，改善阳极膜的导电性。增强合金的耐腐蚀性能，并且增加析氧的过电位，抑制氧气的析出，降低电池的早期容量损失。混合镧铈稀土的添加有利于提高电池的深循环寿命。当镧铈混合稀土质量分数为 05 .%时，各方面综合性能更优，效果更好。 关键词镧铈稀土，阳极 P (膜， bⅡ)正极板栅，铅酸蓄电池文献标识码： A文章编号：0 0 5 8 2 l )80 5 -5 10 - 1 (o o 0 - 50 0 9中图分类号：6 6 04

D:0.7 4 S . . 0 5 2 1 . 0 3 OI 1 3 2/ P J 1 9 . 0 0 9 7 9

铅酸电池自发明后作为电源使用已经有 10多年的历史， 5在化学电源中一直占有绝对优势，为铅作酸电池的板栅材料从最初的只有两块铅板作为电极，用 P—b合金板栅发展到 P-a金，到使 bs bc合经历了

许多技术上的改进。目前，使用最多的板栅合金是低锑合金和铅钙合金¨但传统的板栅合金与活性 。物质界面容易形成导电性差的钝化膜，导致出现早期容量衰减现象 ( C )3] P L[5。已经有大量文献报道了 -对钝化膜的研究。许多添加剂被加入到合金中，缓解钝化膜现象起到一定的作用，并没有完全 ,对但消除钝化现象。稀土元素作为典型的金属元素，金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，以净化合金其可的基体，到脱氧和净化的作用，起改善其导电性。传统的正极板栅添加稀土 c e能提高铅钙合金和铅锑

合金的耐腐蚀性能，改善铅的阳极膜

的阻抗特性…。添加稀土 s L于铅合金中可以抑制深放电时 m、a (.阳极 P (I膜的生长 _"。出于节能考虑， 09V) b I)】 J 添加混合镧铈稀土则会更大的降低成本，而本文则对目前普遍使用的 P—as -l g bC .nA—合金进行配比优化；在此基础上添加混合镧铈稀土， A并弄清镧铈稀土对合金阳极膜性能的影响。而开发出实用新型的 P -as -1 gL .e板栅合金。从 hC .nA.—ac A

1实验部分1 1试剂和仪器 .

研究电极为 P -.7 C一.%S -.5 A-.% A合金中添加混合镧铈稀土，量分数分别为： b00% a12 nO0% 1 1 g 0质 000%、.5、.%,了方便分别称之为 1、 3、合金，用三电极体系，、. l 0 1% 05为 2、 4 采电解液为 12/ L .8gm H s:O溶液，助电极为 P电极，比电极为 H/ O电极。辅 l参 gHgs 电化学实验使用 C 6 0型电化学工作站 ( HI6上海辰华 )。交流阻抗和交流伏安测试使用 A ta G uo bP— l SA -0型电化学系统 ( C hmeB V公司，兰 )。用 JM-30型扫描电子显微镜一 T T3 E O ce i . . 荷 S 68 x射线能谱仪 ( D ) 1本 J O E S (3 E L电子公司 )研究合金的腐蚀。1 2实验过程 .

二价铅交流阻抗测试是将工作电极在 0 9V条件下成膜 15h频率范围为 00 . .,, 1~1 0 z信号×1 H,

幅值是 5m V的正弦波，对所得到的阻抗谱进行解析。析氧交流阻抗测试频率范围为 00~× 0 H, . 1 1 1 z最后 F A软件对所测结果进行解析。 R 交流伏安 ( C测试： A V)先将研究电极于 0 9V下阳极成膜 1h后， . 随即外加 5mV、0 0 H正弦波 10 z2 0一1l 0 9l一O收稿，000 -4修回 2 1 -30广东省自然科学基金资助项目( 1 16 1 100 2 9 5 03 0 00 5 )

通讯联系人：陈红雨。教授，男，博士生导师； - alhce@sn .d .n E m i:yh n c u eu c;研究方向：铅与铅酸蓄电池，阳能级多晶硅和环境材料太

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