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铝轻型板栅在铅酸电池中的应用及聚苯胺的电化学合成

作　者: 常林荣
导　师: 唐致远；徐强
学　校: 天津大学
专　业: 应用化学
关键词: 电镀铅铝合金阀控密封式铅酸电池电化学合成聚苯胺
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文主要研究了铝基镀铅板栅在12V,10Ah阀控密封式铅酸电池负极中的应用以及聚苯胺在炭基体和镀铅基体上的电化学合成。本文中对铝基镀铅板栅的研究,主要是在于紫阳的研究基础上,改善了镀液体系和镀液添加剂,提高了电镀的生产效率,并将其应用到了12V,10Ah阀控密封式铅酸电池的成品当中。并对其在各种条件下的充放电性能及循环寿命进行了检测。实验结果表明,负极应用了铝基板栅的电池的各种性能均与传统铅酸电池相当,且有些性能要略高于传统铅酸电池。应用了铝基镀铅板栅的电池,在循环了80次后,寿命结束。电池解剖结果表明,镀铅层可以有效的保护铝基体。电池失效的主要原因是焊接工艺的问题。本文中对聚苯胺的电化学合成研究的主要目的是,利用参杂态聚苯胺膜的导电性和对铅基体的缓蚀性能,延缓铝基镀铅板栅在铅酸电池充放电过程中的腐蚀,从而可以采用更薄的镀铅层,在更大的程度上提高铅酸电池的重量比能量。本文中采用循环伏安法和恒电位阶跃法合成聚苯胺膜,实验结果表明,在镀铅基体上用恒电位阶跃法可以合成更好的聚苯胺膜。当聚苯胺膜为鲜艳的绿色且厚度较薄时,其电导率呈现金属态。一定厚度的聚苯胺膜对镀铅可以起到一定的缓蚀作用,但是聚苯胺的存在,使析氧电位负移,这对其在铅酸电池中的应用有一定影响,需要进一步研究。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-29
  1.1 阀控式铅酸蓄电池的发展  8-11
    1.1.1 阀控式铅酸蓄电池的化学原理  9-10
    1.1.2 阀控式铅酸蓄电池的结构特点  10-11
  1.2 板栅材料综述  11-15
    1.2.1 板栅材料的发展  12-13
    1.2.2 常用板栅合金综述  13-15
  1.3 轻型板栅综述  15-18
    1.3.1 轻型板栅研究的历史概况  15-17
    1.3.2 轻型板栅的研究现状  17-18
  1.4 铝板栅的铸造  18-20
    1.4.1 铝合金的分类  19
    1.4.2 铝合金的铸造  19-20
  1.5 聚苯胺综述  20-27
    1.5.1 导电高分子  20-21
    1.5.2 自掺杂聚苯胺及其合成的介绍  21-24
    1.5.3 自掺杂聚苯胺的电化学合成  24-27
  1.6 本课题研究目的与研究内容  27-29
第二章氟硼酸高速镀铅及铅锡合金添加剂的研究  29-41
  2.1 引言  29
  2.2 实验方法及装置  29-36
    2.2.1 铅锡合金镀液的制备及镀液成分分析方法  29-31
    2.2.2 电镀实验装置  31-32
    2.2.3 镀液电化学测试装置及其方法  32
    2.2.4 铝基铅锡合金镀层制备流程  32-34
    2.2.5 镀层成分及其厚度分析方法  34-36
  2.3 新型添加剂对镀液及镀层性能的影响  36-40
    2.3.1 镀液配方及工艺条件  36
    2.3.2 主添加剂A对极化的影响  36-38
    2.3.3 主添加剂A对镀液分散能力的影响  38-39
    2.3.4 主添加剂A对镀液覆盖能力的影响  39
    2.3.5 主添加剂A对镀液阴极电流密度的影响  39-40
  2.4 本章小结  40-41
第三章轻型板栅阀控式铅酸蓄电池的研制及其性能测试  41-56
  3.1 前言  41-42
  3.2 实验方法与内容  42-46
    3.2.1 涂膏  42-43
    3.2.2 固化、干燥  43-44
    3.2.3 装配、化成  44
    3.2.4 阀控式铅酸蓄电池的性能测试  44-46
  3.3 实验结果与讨论  46-54
    3.3.1 固化干燥后极板的参数  46
    3.3.2 固化干燥后负极板栅表面的腐蚀膜  46-47
    3.3.3 铝基轻型板栅铅酸蓄电池的初始容量性能  47-48
    3.3.4 铝基轻型板栅铅酸蓄电池的高倍率放电性能  48-50
    3.3.5 铝基轻型板栅铅酸蓄电池的低温放电性能  50-52
    3.3.6 铝基轻型板栅铅酸蓄电池的析气性能  52-53
    3.3.7 铝基轻型板栅铅酸蓄电池的循环寿命  53-54
  3.4 电池解剖  54-55
    3.4.1 解剖观察  54
    3.4.2 电池失效分析  54-55
  3.5 本章小结  55-56
第四章聚苯胺在炭基体上的电化学合成  56-68
  4.1 引言  56-57
  4.2 实验部分  57-58
    4.2.1 试剂和仪器  57
    4.2.2 电极  57
    4.2.3 膜合成方法  57
    4.2.4 聚苯胺的结构，颜色和导电性  57-58
  4.3 结果与讨论  58-67
    4.3.1 电解液中的苯胺浓度对聚苯胺析出电位的影响  58-59
    4.3.2 电解液中的硫酸浓度对聚苯胺析出电位的影响  59-60
    4.3.3 聚苯胺膜循环伏安合成的正交实验  60-66
    4.3.4 红外光谱分析  66-67
  4.4 结论  67-68
第五章聚苯胺在铅基体上的电化学合成  68-78
  5.1 引言  68
  5.2 实验部分  68-69
    5.2.1 试剂、电极和仪器  68
    5.2.2 电解液配制和实验方法  68-69
  5.3 结果与讨论  69-77
    5.3.1 镀铅上聚苯胺的临界析出电位  69-70
    5.3.2 镀铅电极上聚苯胺膜的循环伏安法合成  70-72
    5.3.3 镀铅电极上聚苯胺膜的恒电位法合成  72-75
    5.3.4 不同质量聚苯胺膜的电导率  75-76
    5.3.5 聚苯胺膜的交流阻抗谱研究  76
    5.3.6 聚苯胺膜对镀铅基体的缓蚀作用  76-77
  5.4 本章结论  77-78
第六章结论  78-79
参考文献  79-86
发表论文和参加科研情况说明  86-87
致谢  87

铝轻型板栅在铅酸电池中的应用及聚苯胺的电化学合成

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