标题：碳添加剂如何影响免维护蓄电池负极活性物质

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碳添加剂如何影响免维护蓄电池负极活性物质

在放电期间，免维护蓄电池（铅酸蓄电池）部分铅骨架被氧化成 PbS0₄ , 它们决定了负极板的容量。这个铅骨架在充电过程中会重新组成。这些部分组成了负极活性物质的能量结构。剩余的未被氧化的铅骨架充当了导电结构，它把电流从板栅传导到活性物质的任意位置， 即使是极板放电过程中也是如此。

碳颗粒被包含在NAM 结构中的什么位置？以何种形式？数据 给出了 Printe漫U (PRU) 炭黑颗粒的SEM 显微图片。两张SEM 图片证明了PRU 炭黑 是纳米级的精细颗粒，互相连接成多孔构造（集合体）。在和膏过程中，由于颗粒之间的摩擦，这些集合体分解成单独的颗粒或者小的颗粒团。

让我们看一下免维护蓄电池（铅酸蓄电池）同时含有BaS0₄和炭黑添加剂时负极活性物质的结构。给出了含有0.8wt% BaS0₄和两种不同浓度PRU炭黑的NAMSEM照片。炭黑微粒吸附在铅表面，有很多褶皱，因此增加了活性物质的表面积。

由此自然而然会引发一个疑问：这些碳微粒只是吸附在负极活性物质表面还是嵌入了铅骨架的枝晶里？为了寻找问题的答案，把含有0.1叽％，1.0叽％和2.0叽％PRU炭黑的负极板装配的电池放电到100%DOD,然后用SEM检查活性物质样品。得到的SEM照片示于图7.13[35]。当PR1J炭黑含量增加时，它们会参与PbS04晶体长大。当PRU炭黑含量在0.2叽％时，P6S04晶体可以形成很好的晶体面及晶体边缘，当PRU炭黑含量在2.0叭％时，PbS仇晶体因为碳颗粒的嵌入变成圆形。碳颗粒使PbS仇晶格形成缺陷，提高了硫酸铅的溶解度，提升了大电流充电效率。

为了检查免维护蓄电池（铅酸蓄电池）放电后铅骨架枝晶的内部结构， 用醋酸桉溶解PbS仇晶体。给出了铅骨架的显微图，PbS0₄相溶解后铅骨架仍然存在。铅骨架的性质严重取决于碳颗粒的浓度。PRU炭黑含量在0. 2wt％时， 几乎在铅骨架上看不到明显的碳颗粒。当PRU炭黑浓度升高时(1. Owt％特别是2. Owt%），铅骨架出现明显褶皱。这清楚地说明，这种碳颗粒嵌入到了铅骨架的枝晶中。 它们在铅相中的含量取决于NAM中炭黑的含量。显然，这将影响到HRPSoC循环中反应的可逆性。

免维护蓄电池（铅酸蓄电池）铅骨架枝晶中含有PRU碳颗粒表示这种炭黑具有高亲和性。在负极活性物质化成期间，碳颗粒被吸附在生长的铅枝的铅表面。因为这些颗粒具有导电性，铅离子减少的电化学反应在表面进行。这些新生成的铅包围了碳颗粒，所以碳颗粒被嵌入了NAM骨架中的铅枝中。