عيوب بطاريات الرصاص الحمضية هي: انخفاض كثافة الطاقة وقصر دورة الحياة. تتكون كبريتات الرصاص من اللوحة السالبة لبطارية الرصاص
الحمضيةأثناء عملية التفريغ ، بعد وضع البطارية ، سيتم تحويل الجزيئات الصغيرة من كبريتات الرصاص إلى جزيئات كبيرة من كبريتات الرصاص ، ولن يتم تحويل الجزيئات الكبيرة من كبريتات الرصاص إلى رصاص أثناء عملية الشحن بسبب صغر قابلية الذوبان ، أي أن الصفيحة السالبة للبطارية لا رجعة فيها أثناء عملية الشحن والتفريغ ، والتي تسمى ظاهرة الكبريتات ، مما يؤدي إلى تدهور أداء البطارية وفشلها في نهاية المطاف. في الوقت الحاضر ، عن طريق إضافة كمية معينة من مادة الكربون ذات السعة النوعية العالية (الكربون المنشط ، الجرافيت ، أسود الكربون ، إلخ ، عادة أقل من 2 ٪ بالوزن) إلى اللوحة السلبية لبطارية الرصاص الحمضية للتخفيف من المشكلة ، لأن تشكل مادة الكربون شبكة موصلة بين المادة الفعالة للوحة ، زيادة الأداء الموصل للوحة ، يمكن لمواد الكربون المضافة تخزين أو إطلاق كمية كبيرة من الشحنة في لحظة ، ويمكن استخدام مادة الكربون لتقليل القطب السالب. يلعب دورًا معينًا في التخزين المؤقت لتيار اللوحة السالبة ، ويمكنه بشكل فعال منع كبريتات القطب السالب وتحسين عمر دورة البطارية في حالة الشحن الجزئي عالية السرعة (HRPSoC). ومع ذلك ، فإن الجهد الزائد لتطور الهيدروجين للقطب السالب سينخفض عند إضافة مادة الكربون. في الوقت الحالي ، تتمثل طريقة الإضافة الرئيسية في الخلط ميكانيكيًا مع مسحوق الرصاص الميكرون ، وما إلى ذلك ، نظرًا لأن كثافة مسحوق الرصاص الميكرون أكبر بكثير من كثافة المواد الكربونية ، فسيكون من الصعب تحقيق التوحيد ، مما يؤدي إلى تصفيح اللوحة أثناء استخدام البطارية. يمكن أن تتسبب هذه الظواهر غير المرغوب فيها في حدوث عطل في البطارية.
الميزات التقنية:
تم تحضير نوع من الرصاص / مركب أكسيد الجرافين النانوي المختزل وإضافته إلى اللوحة السالبة كمادة مضافة. تم توزيع المكونات بشكل متساوٍ ومشتتة جيدًا. منع ظهور جزيئات كبيرة من كبريتات الرصاص ، وتحسين معدل استخدام المواد الفعالة وعمر دورة البطارية تحت HRPSoC.
يتم تحضير هذا المركب النانوي لأكسيد الجرافين / الرصاص بواسطة:
Pb (CH3COO) 2 · تم خلط 3H2O ، وفيتامين C ، و polyvinylpyrrolidone ، ومحلول أكسيد الجرافين والماء بشكل موحد للحصول على مادة التفاعل ، والتي تعرضت بعد ذلك للتفاعل الحراري المائي ، وفصل السوائل الصلبة. والغسيل والتجفيف بالمكنسة الكهربائية. يتم الحصول على المركبات النانوية المكونة من الرصاص / أكسيد الجرافين المختزل عن طريق الانحلال الحراري في جو النيتروجين.
بيانات الاختبار:
تمت دراسة منحنى الاستقطاب الكاثودي للـ Pb- rGO في الإلكتروليت المُعد بواسطة نظام اختبار كهروكيميائي. النتائج موضحة في الشكل 1. بالمقارنة مع اللوحة السالبة الفارغة (بدون rGO و Pb- rGO) ، تزداد الكثافة الحالية لتفاعل تطور الهيدروجين مع زيادة Pb- rGO المضافة. علاوة على ذلك ، مقابل نفس الكمية من الإضافة ، تؤدي إضافة rGO إلى أعلى كثافة تيار لتفاعل تطور الهيدروجين ، مما يثبت أن Pb rGO المحضر له قدرة أعلى على تطور الهيدروجين من rGO المقابل ، مما يمنع بشكل فعال التفاعل الجانبي لتطور الهيدروجين على اللوحة السلبية للبطارية أثناء الشحن ، وتحسن من عمر دورة البطارية.
الشكل 1. منحنى الاستقطاب للصفيحة السالبة لـ Pb- rGO
تظهر نتائج اختبار أداء القطب السالب (الشكل 2) أن الصفيحة السالبة لـ Pb- rGO المحضرة بإضافة 1.0wt٪ لها أكبر سعة محددة وأطول عمر تحت HRPSoC.
تين. 2. بطاريات الرصاص الحمضية مجمعة بألواح سالبة بمحتويات مختلفة من Pb rGO: (أ) مخطط سعة التفريغ الأولي عند تفريغ 0.05 درجة مئوية (C20) (يمين) ؛ (ب) مخطط دورة حياة HRPSoC بمعدل 1 درجة مئوية (يسار)
