蓄電池制作原料之鉛粉的物理化學特性

作者：新鄉市高服機械股份有限公司來源：http://m.zhangyuhang.cn/ 發布時間：2019-04-10

導讀：1) 顏色鉛粉是表層含有氧化鉛和內部含有鉛的雙組分粉末狀物質。它的顏色視氧化鉛的含量、顆粒結構、尺寸大小來決定，由灰黑、灰綠到黃色。氧化度高的顏色近黃；氧化度低的顏色

1) 顏色
鉛粉是表層含有氧化鉛和內部含有鉛的雙組分粉末狀物質。它的顏色視氧化鉛的含量、顆粒結構、尺寸大小來決定，由灰黑、灰綠到黃色。氧化度高的顏色近黃；氧化度低的顏色近黑，通常的顏色為灰綠或黃綠。由于不同鉛粉機制備的鉛粉的氧化度并不完全相同，所以其顏色也略不同。例如，島津式鉛粉機制出的鉛粉常顯淺黃綠色，而巴頓式鉛粉多為深黃色。
2). 堆積密度
堆積密度又稱視密度，是鉛粉自然堆積起來的密度，所測得的鉛粉的堆積密度，是它顆粒大小及氧化度高低的綜合量度。一般情況下，顆粒越小，氧化度越高，則堆積密度越小。堆積密度的大小還與制備鉛粉的方法有關。
3). 粒度分布
鉛粉的粒度分布指各種不同尺寸顆粒大小的鉛粉占總鉛粉的比例以及這種分布狀態與氧化度的關系。
測定顆粒大小分布的技術包括：沉降分析法和濁度測定法。這些方法在各種粘滯性介質中均可使用。然而，廣泛使用的方法還是篩析。該法使用了一整套具有不同標準目數的金屬絲網的篩子，這些篩子從孔眼細的開始，一個在另一個的上面有次序的排列上去。整套篩子被固定在一個電磁振蕩器上。將粉末/丙酮懸浮物注入上面的篩子內，隨后進行振蕩。經適當時間的振蕩之后，將所有篩子拆卸下來，再對每個篩子內的粉末進行干燥和稱重，以測定在每一個內的粉末所占的百分比例。
在生產實踐中，往往通過上述簡單的篩析方法對鉛粉的粒度進行定性控制。通常，鉛粉機生產出鉛粉一般以通過300目的比例數來加以判斷。一般說，通過300目(即粒徑43?m)的粉量應>55，不通過100目(>147?m)的鉛粉量應當<7。不通過42目的大粒顆粒的粉量<3。若要求相對更均勻的顆粒大小，則xx將鉛粉在錘式研磨機中作進一步的補充研磨。
4)氧化度
鉛粉中氧化鉛所占的重量百分比例稱為氧化度
5) 吸液率
吸液率指每公斤鉛粉吸收水日毫升數或每100g鉛粉吸收水日克數。鉛粉的吸水率與鉛粉的孔隙度或孔率有關。它表明了鉛粉在制膏過程中吸水或吸酸能力的大小。
吸水率一般控制在95~130ml/kg,因為水的密度為1，所以此吸水率又可表示為9.5~13，即每100g鉛粉吸收水量為9.5~13g。
6)吸酸值
鉛粉和硫酸的反應程度稱為吸酸值。將一定量的鉛粉加入到密度為1：100的稀硫酸中，置于25℃的恒溫槽中充分振動，用過濾紙過濾，取出一部分濾液，用1mol/dm3 的NaOH滴定，通過反應前后的NaOH濃度差，計算出1g鉛粉所吸收的硫酸克數，并以此值來吸酸程度。通常鉛粉的吸酸值規定為0.1~0.3g。一般來說，吸酸值愈大，表示鉛粉氧化度愈高；反之表示鉛粉氧化度低。
7)形態結構
鉛粉的顆粒狀態，大體上可分為兩類，即花瓣狀和圓狀結構。有人認為鉛粉的形態結構與鉛粉機的型式有關，篩式鉛粉機生產的鉛粉為花瓣狀，顆粒粗、氧化物層薄；風選式鉛粉機生產的鉛粉為圓狀，顆粒細、氧化物層厚。關于鉛粉形態結構與電性能的關系，還沒有取得一致看法。多數認為對電池的性能無明顯影響，結果如何，還有進一步研究。
生產實踐經驗已經證明，氧化鉛特性對電池正極工作性能的影響遠遠大于負極板。例如，電池正極板的比電特性明顯依賴于氧化鉛的相組成和顆粒大小的分布。
5 鉛粉的性質對電池性能的影響
生產初實踐經驗已經證明，氧化鉛的特性對電池正極工作性能的影響程度遠遠大于負極板。例如，電池正極板的比電特性明顯依賴于氧化鉛的相組成和顆粒大小的分布。Chang和Brown證明：以不同粉末制備的正極板，當深度電循環時，其正極板容量的變化有很大的差別圖中數據表明，以O-PbO制得的正極板與t-PbO制得的正極板比較，只具有較短的循環壽命和較低的極板容量。因此，電池制造中，好采用t-PbO作為制備極板的原材料。
顆粒的大小對鉛酸電池的初始性能起著十分重要的影響。如果粉末太細，其初始容量雖然相對較高，但在第20次循環之后，容量開始下降。反之，當鉛粉為較粗的顆粒，初始循環時，容量較低，隨后逐漸增加到一大值，此后開始進一步下降。
平均粒度大小為5~50μm的鉛粉和t-PbO的氧化物相組成可確保電池深放電循環時具有相當于50理論容量的實際容量以及長的循環壽命。