負極活物質(zhì)孔內(nèi)a-PbO形成機理
負極活物質(zhì)孔內(nèi)a-PbO形成機理。松下蓄電池浸漬在H2SO溶液中的鉛電極上陽極極化形成PbO是由蘭恩德(Lander)和布爾賓克(Burbank)從XRD分析后得出的。巴甫洛夫(Parlov)也作過。—PbO形成機理的研究:在由PbSO+晶體構成的陽極層上形成膜狀孔。大的SO:—和HSO了進入膜狀孑L時阻力加大。當pbz+發(fā)生電化學反應時,膜狀孔上的溶液呈電中性,H由孔向整體溶液遷移,結果在孔內(nèi)溶液堿化(呈堿性)而形成PbO。羅茲(Ruetschi)用試驗證實了化學沉積的BaS04與PbS04層的膜性質(zhì)。
對于PbO在負極活物質(zhì)上形成的機理,首先要介紹在負極活物質(zhì)里添加炭使負極活物質(zhì)的孔減小而成為膜狀孔。根據(jù)文獻報道,不同的負極活物質(zhì)樣品添加0.5%(質(zhì)量分數(shù))AC:炭黑的負極活物質(zhì)平均孔徑為1.1Pm。添加l,o%(質(zhì)量分數(shù))AC3的負極活物質(zhì)孔徑為o.55pm。在狹窄孑L上離子遷移會受阻。因此孔作為離子遷移的半透膜。SO:—和HSO了相對較大,遷移性相對較小,在孔徑小于1.0/xm的孔內(nèi)通過就比較困難。
當陽極電流通過電池時,在孔上就能發(fā)生pb2+的電化學反應。在孔上的溶液是帶正電荷的,SO:—很難通過整個溶液進入負極活物質(zhì)孑L內(nèi),以此保持孔內(nèi)溶液帶正電荷。
在孔內(nèi)電場作用下,H從負極活物質(zhì)孑L向整個溶液遷移,留下來的OH—會增大孔內(nèi)溶液的pH值使其達到堿性。pb2+與OH—之間開始反應,中間經(jīng)Pb(OH)2而得到PbO。
a-PbO沉淀在孔表面。因此,盡管鉛活性物質(zhì)和I-12SO+溶液接觸,仍然阻礙SO:—遷移,松下蓄電池使其不能自由移動通過膜狀孑L。這使得孑L內(nèi)溶液的pH值增大,為鉛炭電池負極上形成a-PbO的反應創(chuàng)造了條件。這一現(xiàn)象歸根結底是由于添加炭粒子影響了負極活物質(zhì)結構。