硅溶胶种类和含量对铅酸蓄电池用胶体电解质的影响 姓名 导师 日期 内容提纲 选题的意义 凝胶强度与触变性能佳 与AGM隔板具有良好的匹配性 制备 储运 灌注工艺简单 能延长蓄电池使用寿命 低温启动性能好 无液体与凝胶分离 防止了漏酸 凝胶时间易控制 选题的意义 SiO2的含量 SiO2的颗粒大小 杂质Na2O Cl Fe3 硅溶胶 实验部分 红外光谱仪 扫描电镜仪 乌氏粘度计 搅拌器 Autolab电化学系统 电泳仪 实验部分 1 三种硅溶胶性能的比较 1 1 硅溶胶原样的物理表征 1 2 硅溶胶配胶后的物理表征 红外光谱测定Zeta电位测定SEM分析 1 3 硅溶胶配胶后的电化学测试 阻抗测试 0 96 析氢测试析氧测试 1 3 0 7 粘度的测定 2 深圳产硅溶胶配制成胶体电解质的最佳含量探究 实验部分 2 1 硅溶胶配胶后的物理表征 2 2 硅溶胶配胶后的电化学测试 阻抗测试 0 96 析氢测试析氧测试 1 3 0 7 0 6 1 6 胶体电解质中SiO2含量分别为0 2 5 5 7 5 10 粘度的测定 1 三种硅溶胶原样的物理表征 1 1 硅溶胶原样粉末的红外测试 由图可知 三种硅溶胶的红外特征峰基本一致 1116cm 1和812cm 1处分别为Si O Si键的反对称和对称伸缩振动吸收峰 471cm 1处的吸收峰则对应于Si O Si键的弯曲振动吸收峰 1 2 硅溶胶原样粉末的Zeta电位测定 Zeta电位值的绝对值越高 胶体分散体系越稳定 即胶液分散均一 越不容易聚沉 1 三种硅溶胶原样的物理表征 由图可知 2 骨架非常疏松 其组成骨架的颗粒大小也匀 只有部分团聚 粒径最小 粒径尺寸为22nm左右 而1 主要成块状团聚 分布不均匀 粒径尺寸为27nm 3 可以看出二氧化硅颗粒呈球状 分布不太均匀 粒径尺寸为55nm左右 粒径在三种溶胶最大 1 3 硅溶胶粉末的SEM分析 1 三种硅溶胶原样的物理表征 2 三种硅溶胶配胶后的物理表征 由图可知 gel2 的粘度最小 流动性最好 2 1 粘度测定 3 三种硅溶胶配胶后的电化学测试 由图发现 gel2 的开路电位阻抗最小 生成的硫酸铅最少 最利于电解液内部电子的传递 3 1 开路电位 0 96V 下的阻抗测试 3 三种硅溶胶配胶后的电化学测试 3 2 析氢反应 由图可知 gel2 的阻抗最大 能很好地抑制析氢反应 最大程度地减少电池的自放电 3 三种硅溶胶配胶后的电化学测试 3 3 析氧反应 由图可知 gel2 的阻抗最大 能很好地抑制析氧反应 最大程度地减少对正极板栅的腐蚀 从图可知 gel2 的铅与硫酸铅的氧化还原电流 氧化还原电量均最大 3 三种硅溶胶配胶后的电化学测试 3 4 CV 1 3V 0 7V 4 1 粘度测定 4 深圳产硅溶胶配制成不同SiO2含量胶体电解质的物理表征 由图可知 随着胶体电解质中SiO2含量的增加 粘度增加 当SiO2含量大于7 5 粘度迅速增大 5 深圳产硅溶胶配制成不同SiO2含量胶体电解质的电化学测试 由图发现 2 5 2 的开路电位阻抗最小 生成的硫酸铅最少 最利于电解液内部电子的传递 5 1 开路电位 0 96V 下的阻抗测试 5 深圳产硅溶胶配制成不同SiO2含量胶体电解质的电化学测试 由图可知 2 5 2 5 2 的阻抗最大 能很好地抑制析氢反应 最大程度地减少电池的自放电 5 2 析氢反应 5 深圳产硅溶胶配制成不同SiO2含量胶体电解质的电化学测试 由图可知 2 5 2 的阻抗最大 能很好地抑制析氧反应 最大程度地减少对正极板栅的腐蚀 5 3 析氧反应 5 深圳产硅溶胶配制成不同SiO2含量胶体电解质的电化学测试 从图可知 2 5 2 的铅与硫酸铅的氧化还原电流 氧化还原电量均最大 5 4 CV 1 3V 0 7V 5 深圳产硅溶胶配制成不同SiO2含量胶体电解质的电化学测试 由图可知 2 5 2 的氧化峰的峰电流最小 说明了在充电过程中能有效地抑制析氧反应 同时使得正极硫酸铅氧化为二氧化铅的反应较难进行 起到减少对正极板栅的腐蚀的作用 5 5 CV 0 6V 1 6V 结论 通过对进口产 深圳产 上海产硅溶胶原样的物理表征和配制成SiO2含量相同胶体电解质的电化学测试 得出深圳产硅溶胶的性能最佳 采用深圳产硅溶胶分别配制成SiO2含量分别为0 2 5 5 7 5 10 的胶体电解质 通过粘度测试和电化学测试 得出当SiO2含量为2 5 的胶体电解质性能最佳