不同种类有机添加剂对铅酸蓄电池性能的影响
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摘 要：与木质素有关的添加剂一直都在铅酸蓄电池内部发挥着重要的作用，并且也是内部膨胀剂的组成成分。但是，从实际使用的情况来看，如果添加剂本身的种类不同，在这之后就会对蓄电池本身的性能产生非常重大的影响。但是，因为目前整个行业内部的有机添加剂种类很多，且内部的成分非常复杂。如果没有经过专业人士的指导就进行选择，那么就会对铅酸蓄电池的性能产生不良的影响。本文结合实际经验，对不同种类的有机添加剂对铅酸蓄电池的性能进行分析。
关键词：有机添加剂;铅酸蓄电池;蓄电池性能
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.041
0 引言
木质素和人工合成的膨胀剂将会作为一种负极的膨胀剂对铅酸蓄电池的性能产生很大的影响。甚至能够在负极活性物质中起到较好的分散的作用，甚至能够在低温的状态下保持放电的性能。但是如果一旦膨胀剂被运用于活性物质中，则会增加表面的吸附作用。这样也就能够有效地避免在充电和放电的过程中出现负极活性物质的收缩。如果能够在一定量的负极活性物质中加入膨胀剂，并在之后降低电池内部的电流密度。但是，目前业内的木质素和与铅酸电池原料相关的物质种类很多，内部的成分也非常复杂。
1 研究的背景
目前，大家都以自己的经验来选择合适的木质素。但是，从实际执行的情況来看，同时选择就能够在短时间内提高本身放电的性能，并在短时间内提高器具充电能力和接受能力。目前，在行业的发展过程中将会有更多种类的木质素和磺酸盐。不仅其内部的成分非常复杂，且内部也会合并很多的膨出剂。所以让很多厂家不能够直接选择合适的添加剂。因此，本文先研究不同种类的添加剂，并筛选出针对低温高倍率放电性能较为有利的膨胀剂的种类，并更好地为选择合适的膨胀剂来提供有效的指导依据。
2 铅酸蓄电池的概述
铅酸蓄电池主要是由铅和氧化物组成的一种电池，内部电解液的主要成分为硫酸溶液。在放电的状态下，电池正极的主要成分为二氧化铅，负级的成分主要为铅。如果给铅酸蓄电池充电，则其正负极的主要成分为硫酸铅。铅酸蓄电池主要是由正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖和其他结构组成。排气式铅酸蓄电池的电极主要是由铅和铅的氧化物组成的，其内部电解液的主要成分将会表现为硫酸的水溶液。
铅酸蓄电池的主要优点为电压显得较为稳定，且价格也较为便宜。但是铅酸蓄电池的比能较低。不仅寿命比较短，且日常维护的过程比较困难。老式的铅酸蓄电池的寿命一般为2年，且在实际操作的过程中都需要定期检查内部的内容。但是随着科技的不断进步，铅酸蓄电池的寿命将会变得更长，而且维护的过程也会变得更加简单。
3 铅酸蓄电池实验仪器和试剂
本次实验所使用的试剂和仪器主要由如下几点组成：第一，采用Digatron BTS-600电池测试系统合并新威电池测试系统。并在检验的过程中全面启动WD4005S高低温试验箱与恒温恒湿固化箱[1]。第二，在实验的过程中准备若干木质素和人工合成的膨胀剂。
4 电池性能测试方法
（1）低温高倍率放电性能测试。在测试的过程中，可以先将电池充电到100%的状态，并持续1-3h，之后再将电池放置在温度为零下18度的低温箱中，并放置12h，之后再直接取出电池。完成所有操作之后再按照一定的模式进行放电，注意将放电的条件控制在U<1.2V之内。
（2）20小时率容量测试。如果电池化成操作都结束之后，再将电池直接放置在25摄氏度的环境下。在实际操作的过程中，以I=0.15A的电流为基础来有效地进行放电。这样也就鞥能够将其放电的条件控制在U<1.75V左右。并在之后测试最大值。
（3）1小时率容量测试。等到电池化成结束之后，再将实验的温度控制在25摄氏度的条件下，并将环境设置为I=2.3A之后再进行放电。注意让其放电的条件始终保持在U<1.6V的环境下。
（4）90%-60%的SOC环境下接受充电能力测试。首先要让电池充满电，之后再以I=2×I20的恒流进行放电，并将放电持续1h，并保持90%的电量状态。之后再在2.4V的条件下充电10min。当充进的电流保持在90%的状态时，再将实际充入的电量按照I=2×I20的状态进行放电。再在I=2×I20的条件为基础，再持续充电1h，并将电荷的状态保持在80%左右。最终再在24V的条件下恒定充电10min。
5 结果与讨论
（1）充电接受能力。不同种类的添加剂都会对电池的充电能力有效地进行抑制。当G木质素、M木质素、N木质素和Q木质素全面地和H进行结合之后，其抑制充电能力的程度会直接变小。所以，在实际操作的过程中，电池内部会有较大的充电电流。一定要选择这6种添加剂来作为膨胀剂，才能够更好地提升铅酸蓄电池的性能。
（2）-18摄氏度低温高倍率放电性能。不同种类的添加剂会对电池低温高倍率的放电性能有显著的差异。当木质素G、J、W和合成膨胀剂I、R相互合成负极膨胀剂时，其电池低温高倍率放电性能的效果会显著上升，其放电的深度会变大。而根据实际情况添加木质素K、P和Q，往往不能够有效地提升电池低温性能，并更好地发挥膨胀剂应有的效果。
低温高倍率内部的放电性能有不同的影响。如果G木质素、J木质素和W木质素和不同的膨胀剂进行合成时，电池低温高倍率所显示的放电性能效果就会有所增强，其放电的深度也会增大。
（3）活性物质利用率。随着负极板内部木质素G的添加量不断地增加，其活性物质的利用率也会随之增加。在实际操作的过程中，木质素会直接溶解负极板内部的造孔。溶解造孔的作用也会在使用的过程中不断地增强。最终形成一个特定的晶体结构。当电池处于放电状态时，极化的电流密度会随之降低，只有这样才能够在提升放电深度的基础上有效地增加电池的容量。
6 结束语
如果木质素的种类不同，其充电的程度也就会不同。在通过分析不同种类的膨胀剂之后，就可以发现充电接受性能表现出的差异，主要为I>R>J>T>W>K>L>G>H>P>Q。从实际使用的过程来看，木质素中的G、M、N、P和Q会将合成的膨胀剂当作负极膨胀剂。必要时可以选择6种不同的添加剂作为膨胀剂，从而提升充电性能。
参考文献：
[1]张兴，张祖波，夏诗忠.高性能预混复合有机添加剂对微混AGM起停铅酸蓄电池负极性能的影响研究[J].蓄电池，2016（03）：112-119.
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