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纳米碳溶胶在蓄电池电能与化学能转换中的作用

http://pql1946.blog.bokee.net    2014-11-28

 纳米碳溶胶在蓄电池电能与化学能转换中的作用

    铅酸蓄电池作为一种电源实现了电能与化学能的互相转换,使电能的储存成为现实,随着科学技术的发展,电池的应用越来越广泛,己成为国民经济建设和人民生活中不可缺少的重要产品。多年来,许多电池工作者在提高比能量、延长寿命、减少内阻等方面做了大量工作,研制出许多优秀的电池材料,直至今日,电源工作者一直都在为提高电池的性能而努力。本本人多年来,研究和利用了纳米碳材料所具有的独特优异性能,用其直接添加到电池或制成添加(增容)剂加入电池的电解液中,改善了电池的电极结构,提高了电池的容量,延长电池了寿命,降低电池的内阻,初步达到了全面提高电池的功能。

纳米碳改善电池性能的原理分析:   

铅酸蓄电池在应用中的最大弱点是:电容量下降快、使用寿命短。大量研究表明:铅酸蓄电池电容量下降快、使用寿命短的主要原因是:使用年限时间与使用(充电)不良习惯造成:

    (1)铅酸蓄电池在使用过程中易发生硫酸盐化,从而使蓄电池极板活性物质丧失活性:

    (2)在充、放电过程中因温度升高引起电极热胀冷缩,由于极板网栅表面活性物质的胀缩程度不同而导致活性物质脱落,使蓄电池极板出现空隙,结果使活性物质反映表面积减少,并且活性物质间的结合强度下降,活性物质脱落加剧。

    (3)由于极板活性物质的脱落和硫酸盐化,使蓄电池电极活性下降;蓄电池极板出现空隙,使电池极板反应表面积减少。因此使蓄电池内阻增大,电容量下降,寿命大幅度缩短。

    我经过多年来的研究发现,采用纳米碳溶胶代替(蒸馏水)及添加(增容剂)添加到蓄电池电解液中或用纳米碳粉及溶胶直接添加到电池中,经过我中心推荐的(蓝光、启能修复设备)能有效地改善铅酸电池的上述缺陷,明显提高了电池的容量恢复与后期的使用时间。

  试研表明:碳在纳米尺度范围时,由于其具有极大的比表面积和极高的表面能,使其具有许多异常的特性,有较高的化学活性、催化活性、表面吸附选择性;纳米碳溶胶还具有良好的导电性,且带有负电性。当铅酸电瓶中加入纳米碳溶胶后,一方面;由于纳米碳具有较高的化学活性和催化活性,它能激活电极上的活性物质的活性;另一方面;由于纳米碳具有强烈的吸附性,它能大大增加电极活性物质之间以及活性物质与板栅间的结合强度,拟制了极板活性物质的脱落;再一方面;由于纳米碳溶胶具有很好的导电性,它的加入能增加电池电解液的导电性,在这些因素的共同作用下,(增容剂)达到了(补充与发挥的作用)使电极的功能增加,结构得以改善,电能和化学性转换率增加,蓄电池内阻减少,寿命达到延长。

   对于成品蓄电池,将纳米碳溶胶直接加入电解液中,在充电电场的作用下,由于纳米碳溶胶带有负电性,故能迅速吸附到正极表面,并且渗入到电极内部,一方面它将激活活性物质的活性,另一方面增加了电极表面的反应面积,增加了极板活性物质之间以及活性物质与板栅之间的结合强度,抑制了极板活性物质的脱落,再一方面,纳米碳渗入、吸附在极板上,渗透性地全面填补了电极极板上的空隙、孔洞,使电极极板结构得到改善。另外,纳米碳还能抑制电解质硫酸(碳酸)盐化的发生,还能使部分已发生盐化的物质还原从而增加电池极板的活性,综合作用的结果,使电池电容量得到增加,内阻下降,寿命延长。对电容量已下降的电池,具有恢复功能的神奇效果,根据我多次地试验证明:

对铅酸电池电容量已下降60%时,采用纳米碳溶胶代替(蒸馏水),(增容剂)作为添加剂,均能比较理想地恢复其电池的电容量,使各种性能恢复如初,效果十分满意。

比如;在某些蓄电池厂家的制造过程中,有的将纳米碳按一定比例添加到电极中(由于纳米碳粉不导电,所以添加量应控制在一定范围,否则将影响电极的导电性能),同时在化成工序中加入纳米碳溶胶,也可收到与前述的同样效果,从而使蓄电池的电容量增加,内阻减少,寿命延长。实验证明,添加纳米碳粉在电极中、化成工序加入纳米碳溶胶后,蓄电池电容量可增加}}%-1900,使用寿命延长近一倍。蓄电池内阻大幅度下降。从而在出口电瓶的销售中也具有不可估量的大好趋势。

  铅酸蓄电池电极制造过程中,一般是加入量为12%,化成工艺中可用05%的纳米碳溶胶加入到化成槽电解液中,加入量为电解液的1}.500,在电极制造过程中,除了使用纳米碳粉外,最好其他的石墨粉也采用经过表面修饰后颗粒度为6}0u r}的石墨粉(防止与纳米碳粉发生团聚),所以要对纳米石墨粉进行控制,纳米碳粉的添加量不宜太多,否则会影响电极的导电性能(纳米碳粉不导电)

.结论

  (l)纳米碳能有效提高铅酸、锡镍等蓄电池电容量,克服其电容量下降,使用寿命短的缺陷。

  (2)纳米碳能提高蓄电池的比容量。

  (3)纳米碳能有效减少蓄电池内阻,减少自放电率,提高电能与化学能的转换率。

  (4)纳米碳能有效改善电池电极结构,防止铅酸蓄电池的硫酸盐化,提高蓄电池电极极板的活性物质活性,增强活性物质之间及活性物质与板栅的结合强度,从而全面提高蓄电池功能容量及功能。

本中心提供的纳米碳溶胶系我国最大的纳米生产基地——山西省《华农》纳米集团生产。v.youku.com/v_show/id_XNjIwMDQyMzg0.html

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