一、管式极板活性物质几种不同配方的试验(论文文献综述)
杨静[1](2020)在《高性能硫酸铅负极的制造方法》文中提出铅酸电池被发明到现在已有160多年,为世界工业化进程做出了卓越的贡献。因为使用安全,性价比高,生产工艺成熟,具有相对完善的回收体系,铅酸电池依旧在工业生产和日常生活中发挥着重要作用。近年来,随着人们活动半径的日渐加大,化石能源被大量使用,由此造成的环境问题日渐突出,电动助力车、混合动力和纯电动汽车产业应运而生,并在持续发展中。铅酸电池性价比高,一次投入少,因此深受普通百姓欢迎,生产销量多年来持续增长。以此同时,人们也对电池性能提出了更高的要求。与锂离子电池相比,铅酸电池能量密度低,循环寿命短,因此在普通乘用车中使用严重受限。相对而言,铅酸电池若用作可再生能源的固定式储能装置,则可以避免能量密度低的缺点,但大规模的使用必须解决一致性问题和循环寿命偏短的问题。多年来,人们致力于开发新的电极材料,使用各种添加剂来提高铅酸电池的能量密度。除此之外,虽然目前铅酸电池具有最完善的回收工艺,但是所使用的冶金工艺耗能大,过程中易产生铅尘和SO2,具有高的污染风险。以上缺点使得铅酸电池行业的利润率低,士气低落。最近十余年来,我们实验室开展了铅酸电池循环生产新工艺研究,已确定了使废旧电池100%资源化的方法,且能生产结构和形貌都一致的硫酸铅、碱式硫酸铅和格栅合金,以及使用它们制造高性能高一致性的铅酸电池。但硫酸铅颗粒间的粘附力不如传统铅粉,硫酸铅电极活性物质在制造过程中易脱落,提高了工业化生产的难度。因此,我们希望通过使用有机聚合物作为粘结剂与碳材料混合制备导电胶并将其作为硫酸铅负极的添加剂来提高电极的机械性能和电化学性能。本研究主要成果如下:(1)导电胶的制备。固定导电剂碳材料的总量,改变粘结剂聚乙烯醇(PVA)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)的用量,混合均匀形成膏体,然后压制成导电胶薄片。干燥后,通过测定其电导率和LSV曲线来优化配方。结果发现,当粘结剂添加量分别为0.3%PVA+0.2%PSS、0.3%PVA+0.6%PSS、0.4%PVA+0.4%PSS、0.5%PVA+0.2%PSS时,制得的导电胶具有较高的电导率和析氢过电位。(2)电极制造工艺的确定。通过观察干燥后和化成后极板的电镜图,以及所得极板的放电性能,选出最佳的混料方式。结果发现,相对于方式1,首先将活性物质与导电剂干混,然后加入粘结剂混匀;和方式2,首先将粘结剂与导电剂混合,然后加入活性物质混匀;方式3,首先将粘结剂与活性物质混合,然后加入导电剂混匀为最优的混料方式。使用工业上常用的测试方法检测粘结剂对电极机械性能的影响,结果表明粘结剂可以有效提高极板的机械强度。(3)研究了导电胶中粘结剂含量对硫酸铅电极电化学性能的影响。将选出的四组导电胶作为添加剂,使用如上方式3混料制作硫酸铅电极。组装电池后,分别进行充放电循环测试、倍率测试和电极的电化学性能测试,并研究不同充放电阶段电极的结构形貌,结果发现,当粘结剂的添加量为0.5%PVA+0.2%PSS时,电极在电流密度为100 m A·g-1,100%深度放电下可达到约110 m Ah·g-1的稳定放电比容量,拥有约700圈的循环寿命。实验还发现,PSS的加入可以有效缩短电池的活化时间。没有使用PSS的电极通常需要约20圈循环才能达到稳定放电容量,但当PSS存在时,5~8圈即可达到较高的稳定放电比容量。(4)探究了使用PVA和PSS替代目前硫酸铅负极中添加的木质素磺酸钠的可行性。研究表明,使用粘结剂代替木质素磺酸钠的三个电极放电比容量均高于添加木质素磺酸钠的电极。在倍率测试中,添加粘结剂的电极表现出较好的循环稳定性。因此,添加粘结剂时,可以不使用木质素磺酸钠。
杨宝峰[2](2020)在《长寿命铅碳电池用耐腐蚀正极板栅合金设计及其应用研究》文中研究说明目前,铅酸蓄电池作为应用最广泛的二次电池,至今已有160多年的历史,但由于较短的循环寿命限制了它在储能领域的大规模应用。自2004年铅碳电池技术的出现,为铅酸蓄电池的技术发展和市场应用提供了新的机遇。先进的铅碳电池已达到4000次以上的循环寿命(60%DOD,Depth of Discharge),在电力储能等领域已得到了初步的应用。通过解决限制铅碳电池寿命的正极板栅腐蚀问题,从而获得超长寿命的铅碳电池(循环寿命≥6000次),具有十分重要的理论研究价值和市场开发价值。本文研究了板栅合金成分、板栅/活性物质界面腐蚀层和正极板栅腐蚀环境,优化了正极板栅合金的成分和正极极板的制备工艺,创新性的提出了通过控制铅碳电池正极电势来降低板栅电化学腐蚀速率的方法。通过对Pb-Ca-Sn-Al四元合金成分的优化和添加剂的引入,研究了合金成分对其金相结构及电化学腐蚀等行为的影响。研究表明,将合金中的锡含量提高至1.5wt.%以上,可以明显提升合金的耐腐蚀特性。在高锡合金中分别引入Bi、Ba、Sr、Ge、Se、Ag、Yb、La、Sm 9种添加剂,发现Bi、Ba、Ge可以促进合金的晶粒生长,Ag、Yb、La、Sm可以使合金的晶粒细化并分布均匀,而Bi、Ba、Ag、La、Sm可以有效抑制腐蚀层中Pb(II)和Pb O2的生长和聚集,腐蚀层均匀致密、具有较好的导电性。进一步通过Bi、Ag、La的复合合金配制,发现含La合金板栅腐蚀较严重,腐蚀层疏松开裂,板栅的蠕变伸长明显。而含Ag合金板栅腐蚀失重及腐蚀层厚度明显下降,致密的腐蚀层对板栅基体起到较好的保护作用,板栅的蠕变伸长量小于1%。由此得出Pb-Ca-Sn-Al-Ag合金适用于长寿命铅碳电池正极板栅。对铅膏包覆板栅和裸板栅的电化学腐蚀行为进行研究。研究表明,随着极化时间的增加和极化温度的升高,均会促进界面腐蚀层的生长,铅膏的包覆使得板栅的电化学腐蚀得到了较好的抑制,腐蚀层的生长开裂现象明显改善,因此采用双面涂板技术,可以有效地缓解板栅裸露引起的部分区域腐蚀较严重的问题。研究了两种合金在铅碳电池中的应用效果,Pb-Ca-Sn-Al-La合金可以有效地提升电池的深循环性能,但板栅严重的腐蚀、蠕变导致电池浮充寿命较短;Pb-Ca-Sn-Al-Ag合金板栅/活性物质界面腐蚀层生成较困难,界面层阻抗较高导致电池过早失效。通过板栅预处理、改进固化工艺及正极添加剂的方法对界面进行改善研究,得出多段式极板高温固化工艺,有效地提高了板栅/活性物质间的结合力,有利于提高界面腐蚀层的导电性。改进后的铅碳电池经过400次100%DOD循环后,容量保持率为98%,展现了优异的循环性能。从板栅电化学腐蚀动力学角度研究了降低板栅腐蚀速率的方法,分析了铅碳电池正极工作电势的变化规律。研究表明,在铅碳电池充电过程中,正极电势随着电池荷电态的升高而升高,当电池达到约90%荷电态时,正极电势达到最大值。正极电势随着电池循环充放电次数的增加而升高,随着电势的升高,正极板栅合金的腐蚀速率增加,电势高于1.2 V后,其增长速率明显增加。从铅碳电池设计和使用的角度,研究了负极碳材料、正极添加剂、电解液浓度和均充电电压对正极电势的影响。研究表明,负极中引入的0.2 wt.%活性碳,降低了负极的析氢过电势和电化学极化,使得新电池的正极充电电势升高约41 m V,但可以有效抑制循环过程中正极电势的升高速率;向正极配方中添加0.1 wt.%Sb2O3和,可以提高正极的α-Pb O2含量,降低正极的欧姆极化和电化学极化,减缓正极电势的升高;正极电势随电解液浓度的升高而升高,通过合理的降低铅碳电池的电解液浓度和减少电池失水,可以有效降低正极电势;研究发现,降低铅碳电池的均充电电压50 m V,电池经过1600次循环测试,对电池的容量保持能力没有明显影响,可以减少正极的过充电量和副反应,明显减缓了正极板栅腐蚀和铅膏软化,有利于延长铅碳电池的寿命。
冯冲[3](2020)在《分级多孔碳材料的制备及其在铅炭电池中的应用》文中提出储能和电动汽车产业的发展对电池的性能提出了更高的要求,传统的铅酸电池无法满足这些新兴领域对高性能电池的需求。铅炭电池兼具铅酸电池和超级电容器的优点,具有成本低、大电流放电性能好、安全性好、低温性能好、易于回收等特点,是储能和电动车领域的理想选择。铅炭电池中碳材料的种类和添加量对铅炭电池的性能起到了决定性作用,分级多孔碳材料因为其高的比表面积和分级多孔的结构,理论上能有效的提高铅炭电池的性能。本论文提出了一种易于工业化生产,能有效提高铅炭电池性能的三维分级多孔碳材料的制备方法,探讨了碳材料孔结构对铅炭电池性能的影响,研究了分级多孔碳材料在铅炭电池中的作用机制,对添加了商业稻壳碳材料(RHC)的铅炭电池进行了中试实验,研究了 RHC在富液式成品铅炭电池中的应用。(1)以竹叶作为生物质炭源,竹叶中天然的纳米SiO2作为模板,通过预炭化、NaOH刻蚀、KOH活化的方法制备得到高比表面积的竹叶基分级多孔碳(BLHPC)材料。研究表明:BLHPC具有良好的电容特性,在0.5·A·g-1电流密度下BLHPC的比电容高达252·F·g-1。更重要的是将BLHPC添加到铅炭电池负极中时,电池表现出优异的循环性能,其在部分荷电态下循环超过了 55000周。(2)研究了分级多孔碳材料在铅炭电池负极中的作用机制。选取商业稻壳碳材料(RHC)与竹叶基分级多孔炭(BLHPC)进行对比,研究发现,分级多孔碳材料中孔的协同作用是提升铅炭电池性能的关键,且高的比表面积能为铅的沉积提供更多的活性位点,更利于电解液与活性物质的接触。(3)研究了稻壳碳材料RHC在富液式铅炭电池中的应用,在企业生产线上进行规模化中试生产(1吨),并与传统电池进行对比测试分析,结果表明,铅炭电池表现出更好的大电流充放电性能和低温性能,该研究成果已经应用到实际生产。
张杨[4](2020)在《燃煤电厂环保装备对SO3排放的影响及控制策略研究》文中进行了进一步梳理当前我国大气环境污染形势十分严峻,节能减排依然是能源行业相当长一段时间内的主题。而在全国燃煤电厂即将全面实现常规烟气污染物超低排放的形势下,SO3排放由于其所导致的生态环境危害,已引起广泛重视,对其排放特性与控制策略进行深入研究是下一步制定相关政策以及实施排放控制工作的基础。本文针对215台燃煤机组开展了563项现场性能测试工作,对燃煤电厂SO3排放现状、全过程影响特性以及相应的控制策略及技术路线进行了系统研究,得到的主要研究结果如下。第一,研究了燃煤电厂超低排放对于烟气SO3协同控制与排放水平的影响,结果表明研究涉及的148台机组在实现超低排放前后SO3平均排放浓度降低了51.8%,SO3排放控制水平得到了有效提升。但不同超低排放技术路线的SO3综合脱除效率差异较大,在26.994.8%之间。第二,研究了催化剂V2O5含量、WO3/MoO3含量、壁厚、入口烟温、入口SO2浓度、面速度等因素对脱硝装备SO2/SO3转化的影响,结果表明SO2/SO3转化率随着催化剂V2O5含量、WO3含量以及入口烟温的升高而增大,而随着MoO3含量、入口SO2浓度以及面速度的升高而减小。各种影响因素中,V2O5含量影响权重最大,达到30.633.6%;SO2/SO3转化率对烟温的敏感性最强,达到±42.4%。在役催化剂的SO2/SO3转化率一般随催化剂活性降低而降低,再生过程中需要重点清除催化剂表面促进SO2/SO3转化的沉积物。第三,研究了液气比、塔内烟气停留时间、入口SO3浓度、入口烟温、入口烟尘浓度等因素对湿法脱硫装备协同脱除SO3性能的影响,结果表明SO3脱除效率在31.080.9%范围内,平均值为53.1%,超低排放改造后SO3脱除效率提升约5.89%,串塔较单塔效率高约8.69%。除入口烟温外,其他参数均与SO3脱除效率呈正相关性,且塔内烟气停留时间与液气比影响权重相对较大,分别达到27.4%与23.1%。SO3脱除效率对入口烟温的敏感性最强,达到±23.1%。第四,研究了除尘装备的SO3脱除性能以及比集尘面积、烟气流速、入口SO3浓度、入口烟温、入口烟尘浓度等因素对湿式电除尘器协同脱除SO3性能的影响,结果表明常规干式除尘装备的SO3脱除效率在20%左右,而低低温电除尘器可达到70%以上,且与入口烟温呈显着相关性。湿式电除尘装备SO3脱除效率在50.9%91.8%之间,平均值为76.9%。各影响因素中,比集尘面积影响权重最大,达到38.442.4%。SO3脱除效率对入口烟温的敏感性最强,其次是比集尘面积,分别达到±18.9%与±7.1%。第五,在对各环保装备SO3控制关键影响因素研究的基础上,分别针对SCR脱硝装备建立了多元线性回归模型,干式除尘装备建立了一元非线性回归模型,湿法脱硫装备建立了指数回归模型,湿电装备建立了二次多项式模型,最终形成燃煤电厂全流程SO3排放及控制预测模型及预测软件。在此基础上,分析了不同超低排放技术路线应对不同SO3排放控制要求的适应性以及148台样本机组的达标排放能力,并分别针对煤粉炉、循环流化床锅炉以及W火焰炉,燃煤硫分小于1%、12.5%以及大于2.5%,排放限值5、10以及20 mg/m3,提出了以充分发挥超低排放环保设施协同脱除SO3能力为基础的燃煤电厂SO3排放控制技术路线。最后,针对当前高硫煤机组SO3排放控制的难题,提出一种将碱基吸收剂烟道喷射与低低温电除尘器技术有机结合的一体化协同脱除SO3技术,技术经济性论证结果表明可在实现常规污染物超低排放的基础上,充分利用低低温电除尘器、湿法脱硫的SO3协同脱除作用,有效控制碱基吸收剂耗量并提高其运行可靠性,较常规技术的SO3排放控制能力更强,经济性更优,为后续高硫煤机组实现超低排放与SO3协同控制提供了一项解决方案。
王亮[5](2019)在《动力型铅酸蓄电池轻量化设计及性能分析》文中提出铅酸动力蓄电池是电动自行车上的重要核心部件。随着电动自行车新标准以及铅酸动力电池新国标的实施,对铅酸动力电池设计提出更高要求。作为电动自行车的动力来源,铅酸动力蓄电池的比能量提升是对电动自行车设计及节能增效起到了积极意义。提升铅酸蓄电池的比能量一直是行业里大部分人研究的课题。大部分研究人员都热衷于对新材料的应用,使铅酸蓄电池的活性物质利用率提升,达到提升比能量的目的。还有就是在工艺技术上的研究,而对于轻量化结构设计方面的研究却很少。然而对铅酸动力蓄电池进行轻量化结构设计可以在不改变现有材料及工艺上就可以获得比能量的提升。对于生产应用较为方便,更能达到节能增效的目的。关于铅酸动力蓄电池轻量化结构设计,目前这方面的研究很少。因此,本学位论文结合企业工作实际,以铅酸动力蓄电池比能量提升为研究对象,开展了铅酸动力蓄电池轻量化结构设计的研究。通过对铅酸动力蓄电池结构的分析,建立起系统的铅酸动力蓄电池轻量化结构设计方法。对板栅、极板、汇流排采用数字建模及有限元分析结合,对其导电性及其它性能进行轻量化结构设计的方法。对塑壳采用数字建模及有限元分析结合,对其使用时的变形及结构的改善进行轻量化结构设计的方法。针对边负板及电解液量根据其在蓄电池的具体特性制定轻量化结构设计的方法。对制定的系统化的铅酸动力蓄电池轻量化结构设计方法进行理论模拟与实际实验验证的研究。采用有限元模拟、拉力试验、腐蚀试验、理化试验、样品电性能寿命测试试验。以及采用金相显微镜、SEM、XRD等仪器对微观的物质形貌成分等进行对比验证。通过各个部件轻量化设计方法进行实验验证,导出有效的设计方法及设计参数依据。根据验证的轻量化结构设计方法进行实际的产品设计应用。运用轻量化设计方法及设计依据,通过系统的数字模拟分析,做出最优设计方案。通过具体设计及计算,设计出一款轻量化高比能量产品,使铅酸动力蓄电池比能量提升至42Wh/kg,使行业里有了新的突破。经过对该成果与现有产品进行了标准的测试对比,验证了铅酸动力蓄电池轻量化设计方法的可行性。
王长林[6](2020)在《正极添加剂对阀控铅酸蓄电池循环性能的影响》文中进行了进一步梳理近年来,随着通信技术、风光储能技术、电动助力车市场的发展,阀控密封式铅酸蓄电池(简称VRLA)的应用领域在迅速扩大,在增加VRLA电池市场份额的同时,对VRLA电池循环性能提出了更高的要求。在这些工况下,VRLA电池暴露出了循环寿命短和可靠性差的问题,限制了其更广泛的应用根据分析,VRLA电池的循环失效模式主要为正极铅膏的软化脱落,为改善VRLA电池正极铅膏软化脱落现象,提高VRLA电池的循环性能,本课题将VRLA电池循环性能研究做为研究方向,通过引入合适的正极添加剂来改善VRLA电池的正极铅膏软化脱落现象,提高VRLA电池的循环性能。本课题通过研究正极添加剂对铅膏比表面积、物质组成、微观形貌、电池100%DOD循环寿命的影响,确定添加剂Sn SO4、Sb2O3、4BS晶种能显着提升电池的循环性能,以铅粉的质量为基准,Sn SO4添加量0.10%为宜,Sb2O3添加量0.05%为宜,4BS晶种添加量1.00%为宜。以添加剂Sn SO4、Sb2O3、4BS晶种组成复合添加剂后,由于添加剂的协同作用,电池循环性能相比单一添加剂有显着提升,宜采用的复合添加剂配方为Sn SO4+Sb2O3或Sn SO4+Sb2O3+4BS,电池按照C10容量100%DOD循环450次后,有效容量为额定C10容量的105%左右,与空白电池对比,循环性能提升125%左右。从添加剂对铅膏性能影响的分析表明,添加剂能够提高正极生铅膏的比表面积,提高正极生铅膏中的3BS晶体含量,提高正极熟铅膏中的α-Pb O2晶体含量,从而有效提高电池的循环寿命。引入复合添加剂的电池循环失效后,根据电极电位分析,负极为电池容量的控制电极,解剖后发现负极发生了明显的硫酸盐化现象。测试数据表明,负极铅膏中的Pb SO4含量约14%~20%,同时经过XRD测试分析发现,负极铅膏中含有大量的Pb SO4晶体。说明引入复合添加剂后,电池的循环失效模式为负极硫酸盐化。
张兴[7](2019)在《生物质炭的改性及其在铅炭电池中的应用》文中指出铅炭电池兼有铅酸蓄电池和超级电容器的优点,具有较好的低温性能、大电流放电性能和循环性能。由于铅炭电池在储能和动力电源等领域能替代铅酸蓄电池,很多企业和高校对铅炭电池开展了研究,但离真正的大规模产业化仍有一段距离。本文对碳材料进行了筛选,对铅炭负极板进行了初步的评价,选取最优的碳材料添加到负极板中,制作成铅炭电池,评价了铅炭电池产业化生产的可行性。通过化学沉淀法制备纳米氧化铅/碳复合材料和纳米碱式碳酸铅/碳复合材料,提高了生物质炭的析氢过电位,将其作为添加剂,进一步提高了铅炭电池的性能。同时,本文初步探索了碳材料在正极中的应用。(1)铅炭电池碳材料的选择及应用研究。对4种商品碳材料(生物质炭、炭黑、纳米碳管、石墨烯)进行了物化性质测试,结果表明:生物质炭的析氢过电位最高、比表面积最大、比电容最高。将4种碳材料以不同比例添加到负极板中,生物质炭添加量为1.0 wt.%和0.5 wt.%这两组配方容量最高。将生物质炭0.5wt.%配方引入到合作公司生产线制作成12 V/140 Ah铅炭电池,铅炭电池比铅酸蓄电池常温容量高6.88%,-18℃低温容量高8.47%,自放电(放置100天)为6.00%,国标(放置30天)为不大于15%,满足生产标准。(2)生物质炭的改性研究。采用化学沉淀法成功制备了纳米氧化铅/碳复合材料和纳米碱式碳酸铅/碳复合材料(以生物质炭为基底)。研究表明:负载的颗粒分布均匀、直径在200 nm以内,成分分别为氧化铅和碱式碳酸铅,负载量分别为56.41 wt.%和55.74 wt.%。两种复合材料的析氢电位均为-1.52 V(参比电极为汞/硫酸亚汞电极),氧化铅和碱式碳酸铅提高了生物质炭的析氢过电位。将两种复合材料以0.5 wt.%的比例添加入负极板,增加了极板放电容量。(3)探究碳材料添加剂对正极性能的影响。首先对4种商品碳材料(生物质炭、纳米碳管、木炭粉、石墨粉)进行了物化性质测试,结果表明:生物质炭的比表面积最大、析氧电位最高、粒径最小,木炭粉的导电性最差、比表面积最小、析氧电位最低、粒径最大。然后将4种碳材料以不同比例(1.0 wt.%、2.0 wt.%)添加到正极板中,进行容量、倍率性能的测试,结果表明:导电性良好的碳有利于正极板的化成,大颗粒碳被氧化后极板结构较为疏松,在大电流下能够使电解液及时进入正极板内部,提高正极板容量。
张凯[8](2018)在《电动自行车用铅酸蓄电池内化成工艺研究》文中研究表明本课题主要研究电动自行车用铅酸蓄电池内化成充电工艺。目的是实现降低内化成充电电量、缩短生产周期以及改善蓄电池100%放电深度(DOD)循环寿命等目标,从而降低生产实际中产品制造成本并提高产品质量。实验采用现有半成品电池加酸及内化成充电,系统研究了电动自行车用铅酸蓄电池的内化成充电工艺的各个阶段,包括浸酸阶段、腐蚀层化成阶段、活性物质化成阶段、化成充电后期去极化阶段,对研究过程中的电池分别进行了理化分析(活性物质含量、隔板中硫酸含量、电解液中Pb2+浓度)、XRD物质结构分析、SEM活性物质形貌分析和电性能分析(常温容量、低温C2容量、充电接受能力、100%DOD循环寿命)。研究表明,通过合理调整蓄电池内化成过程中不同阶段的工艺参数,可降低蓄电池内化成过程中的充电电量、缩短蓄电池内化成充电时间、改善极板板面外观,提高蓄电池100%DOD循环充放电寿命。6-DZM-12电池采用本研究的内化成充电工艺每只电池可减少充电容量17 Ah,缩短化成充电时间15 h,100%DOD循环充放电寿命达350次以上。在蓄电池内化成充电后期,本研究创新性采用深放电去极化工艺,成品电池隔板中Pb2+含量由0.0864%下降到0.0584%,大幅降低电池枝晶短路的风险。采用深放电去极化工艺可以改变活性物质与板栅腐蚀层厚度,增加了蓄电池初始容量,延长了蓄电池循环寿命。
艾宝山[9](2017)在《含4BS晶种铅膏与掺镧合金对动力铅酸蓄电池性能影响研究》文中研究说明发展高容量,长寿命的动力铅酸电池是目前节能和减排的关键。为了提高动力铅酸电池的性能,特别是其循环性能,论文针对电动助力车用铅酸电池,通过向铅膏中引入四碱式硫酸铅(以下均简称4BS)晶种,以期解决由于正极板活物质软化脱落而导致的蓄电池早期容量衰减,提高电池循环寿命。通过向板栅合金中加入稀土元素镧以提高铅酸电池板栅合金的力学性能及电化学性能。通过X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)等方法对正极活性物质组分及百分含量、粉末形貌进行表征。通过电化学工作站对板栅合金进行电化学测试。最后由电池充放电设备对电池进行相关性能检测。将4BS晶种作为添加剂引入到正极原料中,添加量为1%时,晶种能引发4BS颗粒在极板中细致而且均匀的生成,在很大程度上能够提高极板性能的一致性。配合75℃高温固化工艺,生极板4BS含量提高到75%,游离铅氧化效率更高。4BS晶种的引入还提高铅膏的孔率到46.6%,有利于氧气进入到铅膏内部,使得固化更易于进行,极板活性物质间结合力增强。通过优化化成工艺,4BS晶种能提高熟极板中α-Pb O2含量,活性物质结晶细致。引入4BS晶体并使用高温固化工艺的电池经电性能测试其低温充电接受能力较好、初期容量、低温容量、大电流放电性能均在一定程度上有所提升,这表明4BS晶体的引入能缩短生产时间、提高了极板化成效率和一致性,降低了配组不均产生的返修率,延长了电池的使用寿命。向板栅合金中加入0.0025%的镧作为添加剂,并优化铅钙锡镧合金中锡含量2.06%,研制了一种机械性能和电化学性能均较好的板栅合金,实验显示镧的加入提高了合金的硬度,缩短了硬化时间,合金晶粒变得规则、分布均匀。镧元素的加入提高了板栅合金的析氢析氧过电位,降低了腐蚀电流,最终提高了板栅合金的抗腐蚀性能,腐蚀膜上的孔洞分布更加均匀,有利于活性物质附着。形成的腐蚀膜析氢析氧反应阻抗较大,因此能抑制水分的损失,提高铅酸电池的使用性能;合金中锡的含量为2.06%时,合金的硬度明显增加,同时抑制析氢和析氧能力提升,电池的大电流放电性能和循环寿命均有较大提高。
胡雨辰[10](2017)在《废铅膏短流程制备PbO@C复合材料及其应用于铅炭电池的研究》文中进行了进一步梳理传统废铅酸蓄电池火法冶炼回收工艺存在能耗高、SO2与挥发性铅尘等污染物排放的环境问题,亟待一种清洁回收新工艺。制备超细铅粉作为铅酸蓄电池的活性物质以及研发铅炭电池可以分别应对铅酸蓄电池能量密度低与循环寿命短的问题,以满足新型的混合动力汽车用电池的市场需求。课题组前期成功研发了有机酸湿法回收废铅酸蓄电池铅膏直接制备超细铅粉短流程新工艺,省掉了高温熔炼制备铅锭的环节。然而,铅有机配合物的焙烧机理尚不明晰,同时其制备的PbO@C复合材料用于铅炭电池的效果与机理是一片空白。因此,本论文重点围绕柠檬酸铅前驱体制备含炭超细铅粉(PbO@C复合材料)的焙烧机理以及该复合材料应用于铅炭电池负极材料的性能开展研究。主要研究内容包括:1、柠檬酸铅焙烧制备超细铅粉的物相控制原理及焙烧传质-反应模型的建立在柠檬酸铅前驱体热解特征温度370、450、600℃下,使用不同比例的O2/N2混合气体焙烧柠檬酸铅前驱体制备超细铅粉,研究不同O2分压焙烧气氛下铅粉中PbO、金属Pb以及残余炭的物相组成,发现了焙烧气氛O2分压越高,制备的铅粉氧化度越低、残余炭含量也越低的规律。虽然控制焙烧气氛O2分压可以调控超细铅粉的氧化度,但是要想获得较高的氧化度和较低的残余C是矛盾的。根据电镜分析,制备的铅粉呈多孔形貌,纳米级PbO颗粒覆盖在残余炭的表面。基于含炭铅粉的这种结构特性提出了焙烧传质-反应模型。提出两段法焙烧工艺:先将柠檬酸铅前驱体在惰性气氛下裂解,使有机基团分解;再将含炭裂解产物在空气气氛下二次焙烧。进行20 kg/批的中试规模柠檬酸铅两段法回转炉焙烧实验,通过合适的两段法工艺控制,可以获得较高氧化度(80 wt%以上)及较低残余炭(小于0.3 wt%)的铅粉产品。2、PbO@C铅炭复合材料结构表征及基本特性以氮气气氛下600℃裂解柠檬酸铅制备的PbO@C铅炭复合材料(P600)为研究对象,进行XPS、TEM、激光拉曼等分析表征,解析PbO@C复合材料的结构以及Pb、C结合方式。PbO@C复合材料中Pb元素与C元素通过Pb与-COO-的化学键结合。多孔无定型炭为PbO@C复合材料的骨架,炭含量8.0wt%;粒径20-50nm的PbO球形颗粒生长在炭骨架的表面。经过冷热循环实验证实Pb元素与C元素之间的结合力不低于78.5~88.3 kPa。复合材料中的炭材料处于0~20%sp3杂化阶段,并含有一定量的-COO-等有机基团。3、PbO@C复合材料在铅炭电池中的作用机理将不同温度下制备的PbO@C复合材料P450和P600,以及从其中分离出的炭材料C450和C600分别作为炭源加入到铅炭电池负极中(控制炭掺量均为0.5 wt%),研究其对铅炭电池的性能影响。PbO@C复合材料中的炭材料在铅炭电池负极中可提升电解液渗透传输效率,从而提高铅炭电池的充电接受效率。PbO@C复合材料中Pb与C的结合使炭材料传输的电解液得以原位的利用,电池20 h率下活性物质利用率提高了将近50%(与不添加炭材料的空白样对比)。同时,Pb与C的结合提供了更多的电化学反应活性位点,可有效抑制极板的不可逆硫酸盐化。添加P600的电池性能更优,高倍率部分荷电状态(High Rate Partial State of Charge,HRPSoC)的循环寿命从空白样的11000圈增加到40000圈。4、铅炭结合特性在电池测试全过程分析及其对电池性能的影响在极板固化、化成、电极循环过程中,对电极中PbO@C复合材料的Pb、C结合演变进行全过程的XPS分析。PbO@C复合材料中Pb与C的化学键在和膏固化步骤由于PbO与H2SO4的化学反应被破坏,但是复合材料中原来的Pb、C结合纳米孔仍为各个阶段负极活性物质的结晶提供了反应活性位点。极板中的炭含量在电极循环过程减少,无序化程度也会增加,因此炭的作用效果在电池循环中逐渐减弱。本文为有机酸铅焙烧制备铅粉的物相组成调控提供了理论支撑,为有机酸湿法短流程回收废铅酸蓄电池在铅炭电池中的应用开拓了新的思路。
二、管式极板活性物质几种不同配方的试验(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、管式极板活性物质几种不同配方的试验(论文提纲范文)
(1)高性能硫酸铅负极的制造方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铅酸电池简介 |
1.2.1 铅酸电池的研究历程 |
1.2.2 铅酸电池装置结构及电极反应 |
1.2.3 铅酸电池的失效机制 |
1.3 电极活性材料 |
1.3.1 铅粉 |
1.3.2 超细氧化铅 |
1.3.3 再生氧化铅 |
1.3.4 碱式硫酸铅 |
1.4 硫酸铅作为电极活性材料在铅酸电池中的应用 |
1.5 负极添加剂 |
1.6 电池生产工艺 |
1.6.1 电极的制备 |
1.6.2 化成工艺 |
1.7 课题研究意义与内容 |
1.7.1 研究意义 |
1.7.2 研究内容 |
第二章 含有导电胶的硫酸铅电极的制备 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂及仪器 |
2.2.2 导电胶的配方及性能测试 |
2.2.3 硫酸铅电极的制备 |
2.2.4 电极物理表征 |
2.2.5 电极板机械性能测试 |
2.2.6 电化学性能的测试 |
2.3 结果讨论 |
2.3.1 导电胶的性能 |
2.3.2 硫酸铅电极板的物理表征 |
2.3.3 电极的电化学性能 |
2.4 结论 |
第三章 导电胶中的粘结剂用量对硫酸铅负极电化学性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂及仪器 |
3.2.2 硫酸铅电极的制备 |
3.2.3 电化学性能的测试 |
3.2.4 电极物理表征 |
3.3 结果讨论 |
3.3.1 电极的电化学性能 |
3.3.2 电极材料的表征 |
3.4 结论 |
第四章 粘结剂代替硫酸铅负极中木质素磺酸盐的可行性分析 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂及仪器 |
4.2.2 电极的制备 |
4.2.3 电化学性能的测试 |
4.2.4 电极物理表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 电池的电化学性能 |
4.3.2 电极材料的表征 |
4.4 结论 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表成果 |
(2)长寿命铅碳电池用耐腐蚀正极板栅合金设计及其应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及目的意义 |
1.2 铅碳电池的概述 |
1.2.1 铅碳电池的研究进展 |
1.2.2 铅碳电池的主要失效模式及存在的问题 |
1.3 正极板栅合金腐蚀研究进展 |
1.3.1 正极板栅电化学腐蚀原理 |
1.3.2 正极板栅材料研究 |
1.4 正极板栅/活性物质界面层研究进展 |
1.4.1 正极板栅/活性物质界面层的形成 |
1.4.2 正极板栅/活性物质界面层影响因素研究 |
1.5 正极电势对板栅电化学腐蚀影响的研究进展 |
1.5.1 铅碳电池电势的形成机理 |
1.5.2 正极电势对正极板栅腐蚀的影响研究 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 实验材料与分析测试方法 |
2.1 实验药品与仪器设备 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 仪器和设备 |
2.2 电极及电池制备 |
2.2.1 板栅合金的配制 |
2.2.2 合金测试样品的制备 |
2.2.3 电池制作 |
2.3 材料表征方法 |
2.3.1 光谱分析 |
2.3.2 扫描电子显微镜分析 |
2.3.3 金相测试分析 |
2.3.4 X射线分析 |
2.3.5 化学滴定分析 |
2.4 合金电化学性能测试与分析 |
2.4.1 线性扫描伏安测试 |
2.4.2 循环伏安测试 |
2.4.3 电化学阻抗测试 |
2.4.4 恒电流和恒电势极化测试 |
2.5 电极电化学性能测试与分析 |
2.5.1 线性扫描伏安测试 |
2.5.2 电化学阻抗测试 |
2.5.3 恒电势极化测试 |
2.5.4 电极电势测试 |
2.6 电池测试与分析 |
2.6.1 加速浮充电循环耐久性试验 |
2.6.2 60%DOD循环性能测试 |
2.6.3 100%DOD循环性能测试 |
第3章 铅碳电池耐腐蚀正极板栅合金组成对电化学性能的影响研究 |
3.1 引言 |
3.2 Pb-Ca-Sn-Al合金成分对其性能的影响研究 |
3.2.1 不同锡含量的铅钙锡铝合金制作 |
3.2.2 锡含量对板栅电化学腐蚀速率的影响 |
3.2.3 锡含量对电池浮充寿命的影响及失效机理分析 |
3.3 合金添加剂对板栅金相结构的影响分析 |
3.3.1 合金的配制及测试样品的制作 |
3.3.2 合金的金相结构分析 |
3.4 合金成分对析氧析氢性能及腐蚀层组合的影响分析 |
3.4.1 合金成分对阳极析氧过电势的影响 |
3.4.2 合金成分对阴极析氢过电势的影响 |
3.4.3 合金成分对腐蚀层中PbO2生成的影响 |
3.4.4 合金成分对腐蚀层中Pb(II)生成的影响 |
3.5 合金成分对电化学腐蚀行为的影响 |
3.5.1 合金成分对腐蚀速率的影响 |
3.5.2 合金的腐蚀层表面形貌的分析 |
3.5.3 去除腐蚀层后合金基体的形貌分析 |
3.6 添加剂的复合添加对合金腐蚀和蠕变的影响 |
3.6.1 合金添加剂的复合配制 |
3.6.2 合金成分对板栅恒电流腐蚀速率的影响 |
3.6.3 不同合金板栅的腐蚀层表面形貌SEM分析 |
3.6.4 板栅的基体形貌及腐蚀蠕变分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 铅碳电池正极板栅/活性物质界面腐蚀层的研究 |
4.1 引言 |
4.2 极板的涂板工艺对界面腐蚀层的影响 |
4.2.1 涂板工艺对不同极化时间的界面腐蚀层的影响 |
4.2.2 涂板工艺对不同极化温度的界面腐蚀层的影响 |
4.3 界面腐蚀层对铅碳电池性能的影响及失效机理分析 |
4.3.1 Pb-Ca-Sn-Al-La合金的板栅/活性物质界面腐蚀层的分析 |
4.3.2 Pb-Ca-Sn-Al-Ag合金的板栅/活性物质界面腐蚀层的分析 |
4.4 极板制作工艺对铅碳电池循环性能的改进及机理分析 |
4.4.1 极板制作工艺对板栅与活性物质间结合的影响 |
4.4.2 极板制作工艺对铅碳电池性能的影响分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 正极电势的影响因素及其对板栅电化学腐蚀行为的影响研究 |
5.1 引言 |
5.2 铅碳正极电势对板栅电化学腐蚀行为的影响分析 |
5.2.1 铅碳电池正极电势变化规律 |
5.2.2 电势对板栅电化学腐蚀速率的影响 |
5.3 负极碳材料对铅碳电池电极电势的影响分析 |
5.3.1 碳材料对铅碳电池循环寿命的影响 |
5.3.2 碳材料对铅碳电池负极性能的影响 |
5.3.3 碳材料对铅碳电池正极性能的影响 |
5.4 正极添加剂对铅碳电池电极电势的影响分析 |
5.4.1 正极添加剂对电池循环性能的影响 |
5.4.2 正极添加剂对正极活性物质性能的影响 |
5.5 电解液浓度对铅碳电池电极电势的影响分析 |
5.5.1 电解液浓度对充电末期电势的影响 |
5.5.2 电解液浓度对电势影响的验证 |
5.6 均充电电压对铅碳电池电极电势的影响分析 |
5.6.1 均充电电压对电池循环寿命的影响 |
5.6.2 均充电电压对铅碳电池负极性能的影响 |
5.6.3 均充电电压对铅碳电池正极性能的影响 |
5.7 铅碳电池的工程化应用 |
5.8 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展 望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(3)分级多孔碳材料的制备及其在铅炭电池中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铅酸电池概论 |
1.2.1 铅酸电池的发展历史 |
1.2.2 铅酸蓄电池的工作原理 |
1.2.3 铅酸蓄电池的结构 |
1.2.4 铅酸电池的失效模式 |
1.2.5 铅酸蓄电池负极添加剂 |
1.3 铅炭电池简介 |
1.3.1 铅炭电池概论 |
1.4 铅炭电池研究进展 |
1.4.1 国外研究进展 |
1.4.2 国内研究进展 |
1.5 研究意义和研究内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验仪器与方法 |
2.1 实验试剂及仪器 |
2.2 电极的制备及电池组装 |
2.2.1 炭片的制备 |
2.2.2 玻碳电极的制备 |
2.2.3 三电极装置的组装 |
2.2.4 铅炭负极的制备 |
2.2.5 模拟电池组装 |
2.3 材料的物化表征 |
2.3.1 粉末X射线衍射分析 |
2.3.2 扫描电子显微镜 |
2.3.3 透射电子显微镜 |
2.3.4 X射线光电子能谱分析 |
2.3.5 能量色散X射线光谱仪分析 |
2.3.6 比表面积和孔结构测试 |
2.3.7 四探针电阻率测试 |
2.3.8 热重分析 |
2.3.9 拉曼光谱分析 |
2.4 电极及电池测试 |
2.4.1 线性扫描伏安法(LSV) |
2.4.2 循环伏安法(CV) |
2.4.3 恒电流充放电测试(GCD) |
2.4.4 电池的电化学性能测试 |
第三章 竹叶基分级多孔碳材料的制备 |
3.1 引言 |
3.2 分级多孔材料的制备方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 竹叶的结构 |
3.3.2 碳材料的表面形貌 |
3.3.3 碳材料的孔结构 |
3.3.4 碳材料的电化学测试 |
3.4 本章小结 |
第四章 分级多孔碳材料在铅炭负极中的作用机制 |
4.1 引言 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 碳材料的形貌表征 |
4.2.2 碳材料的物理表征 |
4.2.3 碳材料的电化学性能 |
4.2.4 碳材料在铅炭电池中的性能 |
4.2.5 HAC材料在铅炭电池中的作用机制 |
4.3 本章小结 |
第五章 铅炭电池的中试 |
5.1 引言 |
5.2 制备工艺 |
5.3 电池性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
1 作者简历 |
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
3 参与的科研项目及获奖情况 |
4 发明专利 |
学位论文数据集 |
(4)燃煤电厂环保装备对SO3排放的影响及控制策略研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.1.1 国外燃煤电厂烟气SO_3 排放控制现状 |
1.1.2 我国燃煤电厂烟气SO_3 排放控制现状 |
1.1.3 课题研究意义 |
1.2 燃煤电厂烟气SO_3 排放控制研究进展 |
1.2.1 SO_3 生成研究进展 |
1.2.2 SO_3 协同控制技术研究进展 |
1.2.3 SO_3 专项脱除技术研究进展 |
1.2.4 问题的提出 |
1.3 本文研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方案及技术路线 |
1.3.3 各章节主要内容 |
2 超低排放前后SO_3 协同控制与排放水平研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验系统及方法 |
2.2.1 研究机组概况 |
2.2.2 测试方法说明 |
2.3 结果分析与讨论 |
2.3.1 炉内生成 |
2.3.2 SCR脱硝装置 |
2.3.3 干式除尘器 |
2.3.4 湿法脱硫装置 |
2.3.5 湿式电除尘器 |
2.3.6 不同技术路线SO_3 综合脱除效率分析 |
2.3.7 典型机组SO_3 综合脱除效率研究 |
2.3.8 排放浓度对比 |
2.4 本章小结 |
3 SCR脱硝装备SO_2/SO_3 转化关键影响因素研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验系统及方法 |
3.2.1 研究机组概况 |
3.2.2 试验方法说明 |
3.3 结果分析与讨论 |
3.3.1 脱硝催化剂实验室检测结果 |
3.3.2 脱硝装备现场性能测试结果 |
3.3.3 在役催化剂SO_2/SO_3 转化率变化 |
3.3.4 催化剂再生前后SO_2/SO_3 转化率变化 |
3.3.5 典型As中毒催化剂SO_2/SO_3 转化率变化 |
3.4 脱硝装备控制SO_2/SO_3 转化措施分析 |
3.5 本章小结 |
4 湿法脱硫装备协同脱除SO_3 关键影响因素研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验系统及方法 |
4.2.1 研究机组概况 |
4.2.2 试验方法说明 |
4.3 结果分析与讨论 |
4.3.1 塔内烟气停留时间的影响 |
4.3.2 液气比的影响 |
4.3.3 入口烟温的影响 |
4.3.4 入口SO_3 浓度的影响 |
4.3.5 入口烟尘浓度的影响 |
4.3.6 SO_2与SO_3 脱除效率对比 |
4.3.7 各因素敏感性分析 |
4.4 湿法脱硫装备协同脱除SO_3 提效措施分析 |
4.5 本章小结 |
5 除尘装备协同脱除SO_3 关键影响因素研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验系统及方法 |
5.2.1 研究机组概况 |
5.2.2 测试方法说明 |
5.3 结果分析与讨论 |
5.3.1 比集尘面积的影响 |
5.3.2 烟气流速的影响 |
5.3.3 入口SO_3 浓度的影响 |
5.3.4 入口烟尘浓度的影响 |
5.3.5 入口烟气温度的影响 |
5.3.6 除尘效率与SO_3 脱除效率对比 |
5.3.7 各因素敏感性分析 |
5.4 湿电装备协同脱除SO_3 提效措施分析 |
5.5 本章小结 |
6 燃煤电厂全流程SO_3 排放及控制预测模型研究 |
6.1 引言 |
6.2 模型建立方法 |
6.3 SCR脱硝装备SO_2/SO_3 转化模型研究 |
6.3.1 蜂窝式催化剂脱硝装备 |
6.3.2 平板式催化剂脱硝装备 |
6.4 干式除尘装备SO_3 控制模型研究 |
6.5 湿法脱硫装备SO_3 控制模型研究 |
6.6 湿式除尘装备SO_3 控制模型研究 |
6.6.1 玻璃钢阳极板湿电装备 |
6.6.2 金属阳极板湿电装备 |
6.7 燃煤电厂全流程SO_3 排放及控制模型研究 |
6.8 模型有效性验证 |
6.9 本章小结 |
7 燃煤电厂SO_3 控制策略与技术路线研究 |
7.1 引言 |
7.2 样本机组概况 |
7.3 样本机组适应性分析 |
7.3.1 燃煤硫分适应性 |
7.3.2 排放限值适应性 |
7.3.3 达标排放率 |
7.4 SO_3 排放控制策略分析 |
7.4.1 源头控制 |
7.4.2 协同减排 |
7.4.3 结构减排 |
7.5 SO_3 排放控制可行技术路线 |
7.5.1 煤粉炉 |
7.5.2 循环流化床锅炉 |
7.5.3 W火焰炉 |
7.6 本章小结 |
8 典型高硫煤机组SO_3 治理工程技术论证 |
8.1 引言 |
8.2 机组概况 |
8.2.1 锅炉及环保设施配置 |
8.2.2 燃煤煤质情况 |
8.2.3 污染物排放现状 |
8.3 改造边界条件确定 |
8.4 改造技术论证 |
8.4.1 NOx排放控制 |
8.4.2 SO_2 排放控制 |
8.4.3 烟尘排放控制 |
8.4.4 SO_3 排放控制 |
8.5 改造技术路线对比 |
8.6 经济性评价 |
8.7 本章小结 |
9 全文总结与展望 |
9.1 全文总结 |
9.2 本文主要创新点 |
9.3 进一步工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
攻读博士学位期间发表的主要学术论文 |
攻博期间曾获奖励 |
参加的科研项目 |
(5)动力型铅酸蓄电池轻量化设计及性能分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 铅酸动力蓄电池现状分析 |
1.2.1 铅酸动力蓄电池简介 |
1.2.2 铅酸动力蓄电池设计现状 |
1.2.3 铅酸动力蓄电池行业发展现状 |
1.3 本文主要研究内容与框架 |
1.4 本章小结 |
第2章 铅酸动力蓄电池轻量化设计分析及方法 |
2.1 引言 |
2.2 板栅设计分析 |
2.2.1 板栅导电性优化 |
2.2.2 板栅耐腐蚀性优选 |
2.2.3 板栅机械性能优化设计 |
2.2.4 板栅浇铸性验证 |
2.3 极板设计分析 |
2.3.1 正极板导电性模拟 |
2.3.2 边负极板利用率提升 |
2.4 汇流排结构分析 |
2.4.1 汇流排截面积优化 |
2.4.2 汇流排直连结构优势 |
2.4.3 汇流排导电性模拟 |
2.5 塑壳结构及酸量设计分析 |
2.5.1 塑壳力学性能优化 |
2.5.2 塑壳单格一致性影响 |
2.5.3 电解液量分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 铅酸动力蓄电池轻量化设计方法验证 |
3.1 引言 |
3.2 板栅轻量化设计验证 |
3.2.1 板栅导电性优化设计验证 |
3.2.2 板栅耐腐蚀性实验验证 |
3.2.3 板栅机械性能对比 |
3.2.4 板栅浇铸性验证 |
3.3 极板轻量化设计验证 |
3.3.1 正极板导电性验证 |
3.3.2 边负极板利用率验证 |
3.4 汇流排结构验证 |
3.4.1 汇流排截面积设计验证 |
3.4.2 汇流排直连结构验证 |
3.5 塑壳结构及酸量设计验证 |
3.5.1 塑壳力学性能验证 |
3.5.2 塑壳单格一致性影响 |
3.5.3 电解液量设计验证 |
3.6 本章小结 |
第4章 铅酸动力蓄电池轻量化结构设计应用 |
4.1 引言 |
4.2 外观结构设计 |
4.2.1 外观尺寸及排布方式确定 |
4.2.2 塑壳尺寸结构设计 |
4.3 极群结构及汇流排设计 |
4.3.1 极群结构方式确定 |
4.3.2 汇流排结构设计 |
4.4 极板结构设计 |
4.4.1 板栅结构设计 |
4.4.2 极板活性物质量设计 |
4.5 隔板尺寸及酸量设计 |
4.5.1 隔板尺寸及用量设计 |
4.5.2 电解液参数设计 |
4.5.3 含酸量设计 |
4.5.4 加酸量及密度设计 |
4.6 本章小结 |
第5章 轻量化高比能量电池测试验证 |
5.1 引言 |
5.2 常温容量测试对比 |
5.2.1 常温初容量测试 |
5.2.2 能量密度测试 |
5.2.3 常温恒功率测试 |
5.2.4 常温大电流测试 |
5.2.5 快速充电能力测试 |
5.3 低温容量测试对比 |
5.3.1 常温充低温放电测试 |
5.3.2 低温充低温放电测试 |
5.4 循环寿命对比 |
5.4.1 寿命可靠性测试 |
5.4.2 全寿命循环测试 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结及展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
(6)正极添加剂对阀控铅酸蓄电池循环性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 阀控式铅酸蓄电池循环性能的国内外研究现状 |
1.2.1 阀控式铅酸蓄电池的主要失效模式 |
1.2.2 碳素类添加剂对铅酸电池循环性能的影响 |
1.2.3 4BS(四碱式硫酸铅)晶种对铅酸电池循环性能的影响 |
1.2.4 金属及金属氧化物对铅酸电池循环性能的影响 |
1.2.5 磷酸和磷酸盐类添加剂对铅酸电池循环性能的影响 |
1.2.6 有机添加剂对铅酸电池循环性能的影响 |
1.2.7 电解液添加剂对铅酸电池循环性能的影响 |
1.2.8 预混合复合添加剂对铅酸电池循环性能的影响 |
1.3 主要研究内容 |
第2章 实验材料和方法 |
2.1 实验材料和仪器 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验方案 |
2.2.1 单一添加剂实验方案 |
2.2.2 实验电池的制作 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 比表面积(BET)测试方法 |
2.3.2 铅膏组成物质比例测试方法 |
2.3.3 铅膏微观形貌测试方法 |
2.3.4 实验电池循环性能测试方法 |
第3章 单一添加剂对电池循环性能的影响 |
3.1 添加剂对正铅膏比表面积的影响 |
3.1.1 添加剂对正极生铅膏比表面积的影响 |
3.1.2 添加剂对正极熟铅膏比表面积的影响 |
3.2 添加剂对正铅膏物质组成的影响 |
3.2.1 添加剂对正极生铅膏物质组成的影响 |
3.2.2 添加剂对正极熟铅膏物质组成的影响 |
3.3 添加剂对正铅膏微观形貌的影响 |
3.3.1 添加剂对正极生铅膏微观形貌的影响 |
3.3.2 添加剂对正极熟铅膏微观形貌的影响 |
3.3.3 添加剂碳纤维对极板强度的影响 |
3.4 电池循环寿命测试 |
3.4.1 添加剂SnSO_4、福金石墨、天和石墨、导电炭黑、中空玻璃微球、PTFE及空白电池循环寿命测试 |
3.4.2 添加剂H3PO_4、Sb_2O_3、Bi_2O_3、4BS晶种电池循环寿命测试 |
3.5 影响电池循环寿命的因素分析 |
3.5.1 循环充电电压对电池循环寿命的影响 |
3.5.2 铅膏比表面积对电池循环寿命的影响 |
3.5.3 铅膏物质组成对电池循环寿命的影响 |
3.5.4 铅膏微观形貌对电池循环寿命的影响 |
3.5.5 添加剂含量对电池循环寿命的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 复合添加剂对电池循环性能影响研究 |
4.1 复合添加剂实验方案 |
4.2 复合添加剂对正极铅膏比表面积的影响 |
4.2.1 复合添加剂对正极生铅膏比表面积的影响 |
4.2.2 复合添加剂对正极熟铅膏比表面积的影响 |
4.3 复合添加剂对正极铅膏物质组成的影响 |
4.3.1 复合添加剂对正极生铅膏物质组成的影响 |
4.3.2 复合添加剂对正极熟铅膏物质组成的影响 |
4.4 复合添加剂对正极铅膏微观形貌的影响 |
4.4.1 复合添加剂对正极生铅膏微观形貌的影响 |
4.4.2 复合添加剂对正极熟铅膏微观形貌的影响 |
4.5 电池循环寿命测试 |
4.6 复合添加剂与电池循环失效模式的相关性探讨 |
4.6.1 循环失效电池的电极电位分析 |
4.6.2 循环失效电池的解剖分析 |
4.6.3 循环失效电池正极铅膏比表面积的测试分析 |
4.6.4 循环失效电池铅膏物质组成的测试分析 |
4.6.5 循环失效电池正极铅膏的微观形貌分析 |
4.6.6 电池循环失效模式 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(7)生物质炭的改性及其在铅炭电池中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铅酸蓄电池概述 |
1.2.1 铅酸蓄电池的发展历史 |
1.2.2 铅酸蓄电池的结构和工作原理 |
1.2.3 负极添加剂 |
1.2.4 正极添加剂 |
1.2.5 铅酸蓄电池的失效机理 |
1.3 铅炭电池概述 |
1.3.1 超级电池的结构和基本原理 |
1.3.2 铅炭电池的结构和基本原理 |
1.3.3 铅炭电池的研究现状 |
1.4 选题意义和研究内容 |
1.4.1 选题意义 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 实验仪器与方法 |
2.1 实验试剂及仪器 |
2.2 电极的制备及电池组装 |
2.3 材料的物理表征 |
2.3.1 扫描电子显微镜形貌分析 |
2.3.2 透射电子显微镜形貌分析 |
2.3.3 粉末X射线衍射分析 |
2.3.4 X射线光电子能谱分析 |
2.3.5 四探针电阻率测试 |
2.3.6 热重分析 |
2.3.7 BET比表面积测试 |
2.3.8 红外光谱分析 |
2.4 电极的电化学性能测试 |
2.4.1 线性扫描伏安法 |
2.4.2 循环伏安法 |
2.5 实验室铅炭电池的测试 |
2.5.1 初始容量测试 |
2.5.2 循环测试 |
2.5.3 倍率测试 |
2.6 铅炭电池工业成品测试 |
2.6.1 铅炭电池初容量测试 |
2.6.2 铅炭电池-18℃低温放电测试 |
2.6.3 铅炭电池自放电测试 |
第三章 碳材料在铅炭电池负极板中的应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 碳材料的性能表征 |
3.2.1 碳材料比表面积测试 |
3.2.2 碳材料电阻率测试 |
3.2.3 碳材料红外测试 |
3.2.4 碳材料XRD测试 |
3.2.5 碳材料SEM测试 |
3.2.6 碳材料的析氢测试 |
3.2.7 碳材料的循环伏安测试 |
3.3 碳材料在铅炭电池中的应用研究 |
3.3.1 铅炭电池初容量测试 |
3.3.2 负板化成后的SEM测试 |
3.4 生物质炭在成品铅炭电池中的应用 |
3.4.1 成品铅炭电池初容量测试 |
3.4.2 成品铅炭电池-18℃放电测试 |
3.4.3 成品铅炭电池自放电率测试 |
3.5 本章小结 |
第四章 生物质炭的改性及在铅炭电池中的应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 改性生物质炭材料的制备 |
4.2.1 纳米氧化铅/碳复合材料的制备 |
4.2.2 纳米碱式碳酸铅/碳复合材料的制备 |
4.3 改性生物质炭材料的性能表征 |
4.3.1 改性生物质炭材料的XRD测试 |
4.3.2 改性生物质炭材料的TG测试 |
4.3.3 改性碳材料的XPS测试 |
4.3.4 改性碳材料的SEM测试 |
4.3.5 改性碳材料的TEM测试 |
4.4 改性碳材料的析氢测试 |
4.5 改性碳材料在铅炭电池中的应用 |
4.6 本章小结 |
第五章 碳材料在铅炭电池正极板中的应用研究 |
5.1 引言 |
5.2 碳材料的性能表征 |
5.2.1 碳材料比表面积测试 |
5.2.2 碳材料电阻率测试 |
5.2.3 碳材料红外测试 |
5.2.4 碳材料SEM测试 |
5.2.5 碳材料的析氧测试 |
5.3 碳材料在铅炭电池正极中的性能测试 |
5.3.1 电池性能 |
5.3.2 正极板化成后XRD测试 |
5.3.3 正极板循环后SEM测试 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
1 作者简历 |
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
3 参与的科研项目及获奖情况 |
4 发明专利 |
学位论文数据集 |
(8)电动自行车用铅酸蓄电池内化成工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题的来源、研究目的及研究意义 |
1.1.1 课题的来源 |
1.1.2 课题的研究目的 |
1.1.3 课题的研究意义 |
1.2 铅酸蓄电池化成工艺简介 |
1.2.1 化成工艺原理 |
1.2.2 铅酸蓄电池化成充电工艺过程的工艺实现方法 |
1.2.3 铅酸蓄电池内化成工艺过程的难点 |
1.3 铅酸蓄电池化成充电工艺国内外研究现状 |
1.3.1 铅酸蓄电池化成充电工艺国外研究现状 |
1.3.2 铅酸蓄电池化成充电工艺国内研究现状 |
1.3.3 铅酸蓄电池化成充电工艺现状总结、分析及主要问题 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 实验仪器与实验方法 |
2.1 实验所需仪器与设备 |
2.2 实验原料与药品 |
2.3 电池制造 |
2.4 解剖电池理化分析 |
2.5 XRD分析 |
2.6 SEM观察 |
2.7 极板腐蚀层金相分析 |
2.8 电池性能测试 |
2.8.1 电池常温容量测试 |
2.8.2 电池低温容量测试 |
2.8.3 电池大电流性能测试 |
2.8.4 电池充电接受能力测试 |
2.8.5 电池循环寿命测试 |
第3章 活性物质浸酸、腐蚀层及活性物质内化成最佳工艺参数研究 |
3.1 引言 |
3.2 活性物质浸酸时间研究 |
3.3 活性物质与板栅之间腐蚀层化成工艺研究 |
3.4 活性物质化成过程电流密度的选择 |
3.4.1 化成电流密度对蓄电池化成时间的影响 |
3.4.2 化成电流密度对蓄电池化成温度的影响 |
3.4.3 化成电流密度对蓄电池容量的影响 |
3.4.4 化成电流密度对正极板PbO2 含量的影响 |
3.4.5 化成电流密度对活性物质晶型的影响 |
3.4.6 化成电流密度对极板形貌的影响 |
3.5 化成后期去极化过程研究 |
3.6 本章小结 |
第4章 内化成过程各阶段活性物质成分及形貌研究 |
4.1 引言 |
4.2 内化成充电工艺各阶段机制研究 |
4.2.1 首次活化结束后极板物理化学特性研究 |
4.2.2 首次去极化后极板物理化学特性研究 |
4.2.3 二次活化结束极板物理化学特性研究 |
4.2.4 容量检测结束后极板物理化学特性研究 |
4.2.5 化成结束后极板物理化学特性研究 |
4.2.6 成品电池电性能研究 |
4.2.7 深放电去极化机理研究 |
4.2.8 产业化实施成果 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(9)含4BS晶种铅膏与掺镧合金对动力铅酸蓄电池性能影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题研究的意义 |
1.3 铅酸电池概述 |
1.3.1 铅酸电池的原理与结构 |
1.3.2 铅酸电池的发展 |
1.3.3 铅膏配方 |
1.3.4 正极板栅合金 |
1.4 铅酸电池失效模式 |
1.5 课题主要研究内容 |
第2章 实验材料与研究方法 |
2.1 实验仪器及实验材料 |
2.2 极板制备及电池的装配 |
2.3 物理表征 |
2.3.1 X射线衍射(XRD) |
2.3.2 扫描电镜(SEM) |
2.4 极板其他物性测量方法 |
2.4.1 游离铅含量测定 |
2.4.2 水份测定 |
2.4.3 孔率的测定 |
2.5 金相样品制备 |
2.6 硬度测试 |
2.7 电化学性能测试 |
2.8 恒流腐蚀性能测试 |
2.9 电池性能测试方法 |
第3章 正极添加剂4BS的研究 |
3.1 引言 |
3.2 4BS加入对和膏过程中温度和电流影响 |
3.3 不同固化温度对4BS引发效率的影响 |
3.4 不同4BS添加量对生极板物性的影响 |
3.5 4BS的引入对极板物性的影响 |
3.5.1 游离铅含量监测 |
3.5.2 极板铅膏跌落试验 |
3.5.3 4BS铅膏固化后孔率和水含量 |
3.6 不同化成工艺对熟极板的影响 |
3.7 4BS晶种对极板形貌的影响 |
3.7.1 生极板形貌对比 |
3.7.2 熟极板形貌对比 |
3.8 4BS的加入对电池性能的影响 |
3.8.1 2小时率容量 |
3.8.2 充电接受能力 |
3.8.3 -15℃低温容量 |
3.8.4 -10℃低温容量 |
3.8.5 大电流放电性能 |
3.8.6 容量保持率 |
3.8.7 循环寿命 |
3.8.8 0.7C_2寿命循环 |
3.9 本章小结 |
第4章 镧对铅钙合金及电池性能影响的研究 |
4.1 引言 |
4.2 合金的制备 |
4.3 添加镧对合金力学性能与金相影响 |
4.4 添加镧对合金电化学性能的影响 |
4.4.1 线性电位扫描 |
4.4.2 交流阻抗测试 |
4.4.3 循环伏安 |
4.4.4 恒流腐蚀试验 |
4.4.5 电池性能测试 |
4.5 含镧合金中锡含量对板栅性能的影响研究 |
4.5.1 合金的配置 |
4.5.2 力学性能与金相实验 |
4.5.3 线性电位扫描曲线 |
4.5.4 交流阻抗 |
4.5.5 Tafel曲线 |
4.6 含镧合金中锡含量对电池性能的影响 |
4.6.1 大电流放电性能 |
4.6.2 充电接受能力测试 |
4.6.3 容量保存率测试 |
4.6.4 循环寿命检测 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(10)废铅膏短流程制备PbO@C复合材料及其应用于铅炭电池的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 铅酸蓄电池 |
1.2 超细铅粉活性物质制备 |
1.3 铅炭电池 |
1.4 本论文主要研究内容 |
2 实验原料与实验方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验流程及方法 |
2.3 柠檬酸铅的制备 |
2.4 柠檬酸铅焙烧制备新型铅粉实验方法 |
2.5 电极制备及测试方法 |
2.6 材料表征手段 |
3 焙烧气氛对新型铅粉物相组成的影响规律 |
3.1 柠檬酸铅热分析 |
3.2 370℃下不同焙烧气氛对新型铅粉产物的影响 |
3.3 450℃及600℃下不同焙烧气氛对新型铅粉产物影响 |
3.4 铅粉中氧化铅与炭的存在方式 |
3.5 柠檬酸铅焙烧模型 |
3.6 本章小结 |
4 焙烧方式对新型铅粉产品物化指标的影响 |
4.1 不同粒径柠檬酸铅前驱体制备 |
4.2 管式气氛炉静置焙烧 |
4.3 回转炉动态焙烧 |
4.4 两段法焙烧工艺 |
4.5 中试规模两段法焙烧 |
4.6 本章小结 |
5 PbO@C铅炭复合材料结构解析与表征 |
5.1 铅炭复合材料的制备 |
5.2 铅炭复合材料的表征 |
5.3 铅炭复合材料中的炭材料特性分析 |
5.4 本章小结 |
6 PbO@C复合材料在铅炭电池负极中的作用机理 |
6.1 不同炭源添加的负极制备过程与表征 |
6.2 不同炭源小极板电化学性能 |
6.3 不同炭源电池性能 |
6.4 不同炭含量负极极板表征 |
6.5 不同炭含量小极板电化学性能 |
6.6 不同炭含量电池性能 |
6.7 本章小结 |
7 铅炭结合特性在电极制备及测试全过程分析 |
7.1 电极制备及测试全过程物相变化 |
7.2 电极制备及测试全过程铅炭结合形式变化 |
7.3 电极制备及测试全过程电极表面微观形貌变化 |
7.4 本章小结 |
8 总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 本文的创新点 |
8.3 存在问题与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表学术论文及成果 |
发表的学术论文 |
学术交流情况 |
申请及授权的国家专利 |
四、管式极板活性物质几种不同配方的试验(论文参考文献)
- [1]高性能硫酸铅负极的制造方法[D]. 杨静. 东南大学, 2020
- [2]长寿命铅碳电池用耐腐蚀正极板栅合金设计及其应用研究[D]. 杨宝峰. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]分级多孔碳材料的制备及其在铅炭电池中的应用[D]. 冯冲. 浙江工业大学, 2020(03)
- [4]燃煤电厂环保装备对SO3排放的影响及控制策略研究[D]. 张杨. 浙江大学, 2020(08)
- [5]动力型铅酸蓄电池轻量化设计及性能分析[D]. 王亮. 浙江大学, 2019
- [6]正极添加剂对阀控铅酸蓄电池循环性能的影响[D]. 王长林. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]生物质炭的改性及其在铅炭电池中的应用[D]. 张兴. 浙江工业大学, 2019(03)
- [8]电动自行车用铅酸蓄电池内化成工艺研究[D]. 张凯. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [9]含4BS晶种铅膏与掺镧合金对动力铅酸蓄电池性能影响研究[D]. 艾宝山. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [10]废铅膏短流程制备PbO@C复合材料及其应用于铅炭电池的研究[D]. 胡雨辰. 华中科技大学, 2017(10)