電源技術bookmark0研究與設計bookmark1鉛酸蓄電池負極添加劑羅一帆、許旋2，陳子超3（1.中山醫科大學化學系，廣東廣州5100892華南師范大學化學系，廣東廣州5106303.佛山教育學院化學系，廣東佛山51000⑴氟乙烯（PTFE）乳液，與普通負極添加劑作比較，探討能改善鉛蓄電池負極的添加劑。對6種含有不同添加劑和組成的蓄電池負極，就電池充電接受能力、恒流放電特性、電極循環壽命、RH的含量及RH與PTFE聯用等方面進行了試驗。

結果表明，與普通添加劑比較，加有RH的電池，其電池充電接受能力和恒流放電特性有所提高，但其電極循環壽命卻較短，當與PTFE聯用時，能改善RH易脫落的缺點，延長電極循環壽命；說明曾用作正極添加劑的RH作為負極添加劑使用時，負極的充電接受能力和放電性能得到改善，與PTFE聯用，其壽命得以延長。

鉛酸蓄電池因其性能穩定、價廉、用途廣泛而得到市場的廣泛接受，需求量日益增多。對鉛酸蓄電池的研究改進也有不少報道，尤其是電極添加劑的研究，不少已應用到生產中。目前，用于負極的添加劑有腐殖酸、木素磺酸、活性炭、茜素紅、聚四氟乙烯、PTFE、碳黑等物質，這些物質不同程度地提高或改善蓄電池的性能。以前，我們曾合成111了膨脹添加劑FA（有機高分子化合物）并與PTFE乳液聯合添加到鉛酸電池負極中，雖然取得一定的效果，但仍然不理想。在正極的研究中，我們研究了正極放電過程的控制因素123以及添加PTFE乳液141的作用，認為正極的放電過程是由電極活性物質孔隙內氫離子的擴散所控制，而PTFE形成的網狀結構對活性物質具有凝聚作用。為此，我們設計了能改善活性物質孔隙內氫離子擴散條件的添加劑RH（離子交換型有機物）并收到良好的效果|51.在負極添加劑的研究過程中，我們發現，負極的放電也與活性物質孔隙電子的傳遞有關，因此，本文在負極活性物質中，添加RH添加劑，并與其它的添加劑進行比較。經試驗，RH添加劑不但可以改善正極的放電性能，也可以作為負極添加劑。

次放電平均容量計算，6種電極的放電容量Ah活性物質利用率Activeavailability/%孔率電源技術bookmark8研究與設計bookmark9在電極2和電極5的活性物質中，只加有一般添加劑和RH，雖然其充電接受能力和放電容量均較大，但循環壽命卻較短，電極4和電極6除加有一般添加劑或RH外，還分別加有PTFE電極的循環壽命則大大延長了。因此，RH和PTFE合用，不僅可提高電極的放電容量、充電接受能力，還可以延長電極的循環壽命。

2.5負極中PTFE與RH的作用與正極放電過程不同的是，負極的放電與負極活性物質孔隙內電子的傳遞有關，改善電子傳遞有利于提高電極的放電性能、放電容量，增加活性物質的孔隙，有利于電解液向電極內層擴散，而電解質中的離子起了電子傳遞的作用，因而活性物質的利用率得以提高。從表3結果可知，加有一般添加劑的電極2其孔率比電極1大，電極放電容量也增加。添加劑RH不但具有增加活性物質孔率的作用而且還能改善氫離子的擴散條件|51，由于氫離子的擴散改善，因此有利于孔隙內電解質傳遞電子的作用，從而使電極放電性能得到改善。

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電極在充放電過程中，由于活性物質膨脹和收縮現象，加入添加劑RH，會使活性物質易于脫落，壽命縮短（如表3的電極5）然而加入PTFE乳液后，電極的循環壽命延長了近50%（表3的電極6和電極5）這是因為PTFE對活性物質具有凝聚、交聯作用|41，能使Pb粒子在電極化成過程中按照PTFE的網絡結構吸附在上面，這種網絡結構的形成，可增加Pb粒子的連接性，促進活性粒子的相互結合，有效地防止活性物質在充放電過程中的過膨脹以致脫落，也防止電極有效面積的收縮，所以電極的循環壽命得以延長。實驗現象表明：加有PTFE的電極，電極相對穩定，外觀良好，無脫落，然而，由于PTFE乳液的絕緣性，它的加入或多或少地影響了電極活性物質內的導電性，從而影響電極在充放電過程中電子的傳遞，因此，電極6比電極5充電接受能力和放電容量均較差（見表2和表3）綜上所述，結合添加劑RH和PTFE的優缺點，在負極中采用4%的RH和3%PTFE聯用，較有利于改善負極的電極性能。這樣不會因為太多的RH使電極過膨脹而脫落，也不會因為太多的RTFE而影響電子傳遞，使電極充電接受能力和放電容量大大下降。

3結束語利用RH能改善負極內活性物質電子傳遞的優點，和具有凝聚、交聯作用的PTFE聯用，不但能改善負極的充電接受能力和放電容量，而且能較好地防止在充放電過程中活性物質的損壞脫落，使電極循環壽命得以延長，因此RH是一種較有前途的添加劑。