1、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
2、学测试,阻抗测试 （0.96） 析氢测试 析氧测试 （1.30.7）,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） （0.61.6）,（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，1116 cm-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
3、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.
4、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（
5、-1.3V0.7V）,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
6、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（-1.3V0.7V）,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（0.6V1.6V）,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。,
