活性炭的制备及其在铅酸电池中的应用.pdf

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1、蓄电池ChineseLABATMan活性炭的制备及其在铅酸电池中的应用石沫，周明明，杨新新，吴亮，柯娃，李厚训，戴贵平（超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100）摘要：综述了近年来活性炭的制备方法以及各种活化方法的优缺点，对活性炭在铅酸电池中的应用进展进行了概述，并对活性炭在减缓铅酸电池的不可逆硫酸盐化，提高铅酸电池循环性能的作用机理进行了探讨。关键词：活性炭；铅酸电池；不可逆硫酸盐化；活化；炭化中图分类号：TM912.1文献标识码：A文章编号：1006-0847(2015)02-95-06Preparationofactivatedc

2、arbonsandtheirapplicationinlead-acidbatteriesSHIMo,ZHOUMing-ming,YANGXin-xin,WULiang,KEWa,LIHou-xun,DAIGui-ping(Researchinstitute,ChaoweiPowerCo.,Ltd.,HuzhouZhejiang313100,China)Abstract:Thispaperreviewspreparationmethodsofvariousactivatedcarbonsaswellastheiradvantagesandd

3、isadvantages.Theprogressesofactivatedcarbonsappliedinlead-acidbatteriesandtheirmechanismofactionaresummarized.Thispaperalsodiscussesthemechanismthatactivatedcarboncanslowdowntheirreversiblesulfationsoastoimprovethecycle-lifeoflead-acidbattery.Keywords:activatedcarbon;lead-

4、acidbattery;irreversiblesulfation;activation;carbonization1活性炭的制备原料活性炭最早是从木炭应用的基础上发展起来的，随着科学技术的发展，活性炭的原料越来越多活性炭是一种具有丰富空隙结构和巨大比表面样化。活性炭是以含碳为主的物质作为原料，经过积的炭质吸附材料，具有非常稳定的化学性质，能高温炭化和活化过程制得，其主要原料可分为植物耐酸、碱，不溶于水也不溶于有机溶剂，能耐高温原料、矿物质原料、塑料类原料、其他原料四大高压。近年来，研究发现具有高比表面积的炭材料类，不同的原料制备活性炭也各

5、有优劣。有高导电性和对铅基活性物质的分散性，可提高铅1.1植物原料活性物质的利用率，并能抑制硫酸铅晶体的长大，植物原料来源广泛，包括木质素、木材、棕[1][2-7]但其作用机理仍存在争议。本文综述了近年来活榈壳、椰子壳、玉米芯、甘蔗渣、核桃壳等，性炭的制备原料、活化方法、在铅酸电池中的应用其中以椰子壳、核桃壳制备的活性炭性质最优。[7]进展及其作用机理。Martinez等选用KOH作为活化剂在600℃，氮气氛围下将椰子壳和核桃壳炭化1h，得到的活性炭具有灰分低、空隙发达、比表面积大、吸附性良好等优点，以核桃壳为原料制得的活性炭孔径分收稿日期

6、：2014-12-10布均匀。用植物原料制备的活性炭还具有对人体无毒害的优点，但天然材料存在原料产地不同差异较952015No.2Vo1.52蓄电池ChineseLABATMan[17]大，含较多的杂质，资源有限、成本较高等问题。的孔，使得炭材料的比表面积增大。物理活化法1.2矿物质原料是一种对环境及设备危害较小的活化方法。但是该矿物质原料主要是由煤和石油及其加工废品组法活化存在所需时间较长、反应不受控制、炭收率成。其中煤是最廉价、来源最稳定的活性炭原料，低、生成的活性炭比表面积较小、中孔不发达等问用于生产活性炭的煤的种类很多，如褐煤、泥煤

7、、题，限制了物理活化法的发展。[8-9]烟煤、无烟煤、煤沥青等。石油原料主要来自2.2化学活化法石油炼制过程中的含碳产品及废料，如石油沥青、化学活化法是使用化学试剂浸渍原料，然后[10-11]石油焦、石油渣等。矿物质原料为不可再生能在一定温度，惰性气体保护的条件下进行炭化与源，且其中灰分含量较高影响其机械性能，使矿物活化。常用的活化剂包括ZnCl2、H3PO4、KOH、[2,4,10]质活性炭的应用领域受到一定的限制。NaOH等，其中KOH法是现如今制备活性炭1.3塑料类原料最成功的方法之一。化学活化法反应温度较物理活塑料类原料包括酚醛树脂

8、、离子交换树脂、化法低，活化时间短，制备的活性炭孔径容易控[12-13]聚苯乙烯、橡胶等。用聚苯乙烯为前驱体，制，比表面积大。但是化学活化法存在残留活性剂2董红静等人制备了表面积