对于阀控式铅酸蓄电池，在生产过程中负极板中常添加多种添加剂以改善充放电性能和电池寿命特性，如硫酸钡、木质素磺酸钠、乙炔黑等。上述添加剂的选择对于提高电池的性能具有重要作用。本文将重点讨论其中的一种BaSO4。

硫酸钡以不溶性化合物的形式存在于负极板中。由于PbSO4的晶格结构与BaSO4非常相似，负极板放电过程中产生的PbSO4会以BaSO4为晶核聚集，而PbSO4的形状和分布与BaSO4的特性直接相关。本文将从硫酸钡的特性出发，详细讨论其对电池性能的综合影响。

1. 实验

为了验证硫酸钡对电池性能的影响，我们选择了不同表观密度的A、B BaSO4进行对比测试，如表1所示。本次测试使用12V 7.2Ah电池，差异如下：如表2所示，除硫酸钡不同外，实验中使用的其他原材料、生产条件和参数完全相同，且板材质量经过严格筛选，有效避免了其他因素的干扰和影响。因素，保证了实验的一致性和可信度。

表 .1 BaSO4 A 和 B 的特性

表2实验电池类型 

2. 结果

为了验证硫酸钡对电池性能的综合影响，我们对电池A和电池B进行了性能评估，实验结果如下。初始容量如表3所示，3.0C低温放电结果如表4所示，40 ℃储存实验如表5所示。

表3 实验电池初始容量

表.4 实验电池在3.0 C下的放电结果

表5 实验电池40 ℃保存结果

 

3. 分析

浮充寿命测试主要按照以下方法进行：60℃恒压（13.7V）充电，3周后3.0C、0.25C放电，  13.7V 充电（最大电流0.2C ） × 16 小时。以上过程就是一个循环，如此循环，直到电池寿命结束。实验结果如图1所示。循环寿命如图2所示。

我们先从负极板的活性物质海绵铅开始。未经回收的海绵铅具有高度发达的比表面积，约为0.5-0.8平方米/克，孔隙率约为50%。该状态下的活性物质具有较高的表面能，其等于负极板的实际面积与表面张力（单位表面的能量）的乘积。在热力学中，这种高能系统是不稳定的，并且具有向能量减少方向自发变化的趋势。电池充电时，PbSO4的溶解是Pb2+还原的金属电沉积过程，为系统向能量减少方向转变提供了条件。当金属与溶液体系不变时，表面张力基本恒定，只能减少表面积，即使表面积缩小，也使体系能量降低，表现为负极板连接紧密、硬化、孔隙减少。随着电池循环次数的增加，负极板的活性物质不断膨胀和收缩。随着时间的推移，恒压充电时负极板的接受能力会逐渐下降，并形成钝化层，导致板栅与活性物质的接触面恶化，最终导致电池寿命终止。电池寿命。负极板的活性物质不断膨胀和收缩。随着时间的推移，恒压充电时负极板的接受能力会逐渐下降，并形成钝化层，导致板栅与活性物质的接触面恶化，最终导致电池寿命终止。电池寿命。负极板的活性物质不断膨胀和收缩。随着时间的推移，恒压充电时负极板的接受能力会逐渐下降，并形成钝化层，导致板栅与活性物质的接触面恶化，最终导致电池寿命终止。电池寿命。

硫酸钡的加入可以有效解决这个问题。硫酸钡的晶格参数与硫酸铅相似。负极活性物质中高度分散的硫酸钡在放电时可以作为硫酸铅的结晶中心。由于硫酸铅可以在同质硫酸钡上结晶沉淀，因此不需要形成硫酸铅晶核，因此不会发生形成晶核所需的过饱和度。在低过饱和度条件下，PbSO4疏松多孔，有利于H2SO4的扩散，减少浓差极化。另外，硫酸钡的存在使得产物PbSO4不是沉淀在铅上，而是沉淀在硫酸钡上，从而使活性物质铅不被PbSO4钝化层覆盖，

 

而且，硫酸钡可以防止电池充电时铅的比表面积收缩。由于硫酸钡呈惰性，不参与电极的氧化还原过程，因此高度分散在活性物质中，并以机械方式将铅与铅或硫酸铅与铅分离，使得颗粒之间不易合并，因此以维持负极板活性物质已形成的比表面积。这就是为什么硫酸钡对电池的循环寿命有直接影响，但对初始容量、低温高倍率放电、储存特性和浮充寿命没有影响的原因。

硫酸钡的表观密度不同，平均粒径也不同。一般来说，表观密度越高，平均粒径越小。当投入质量比相同时，硫酸钡在负极板活性物质中的分布会更加均匀，其对延缓负极板活性物质钝化、保持负极板比表面积的作用负极板的活性物质会更加明显。

4. 结论

上述实验表明，硫酸钡具有以下两个功能：

(1)硫酸钡能有效防止循环过程中负极板活性物质表面积的收缩。可以均匀分布在负极板的活性物质中。通过降低表面张力，系统的能量降低，而活性物质的真实表面积却没有缩小；

(2)硫酸钡能有效防止负极板活性物质钝化，影响负极板活性物质放电过程中形成的PbSO4结构。硫酸钡对于提高VRLA蓄电池的循环寿命有显着效果，表观密度越高效果越明显。

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本文由韩国SEBANG蓄电池（大陆地区）营销中心于2023-08-16 22:08:01 整理发布。
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