多元醇对气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的影响
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ＣｈｉｎｅｓｅＬＡＢＡＴＭ锄Ｉ
３结果与讨论
图１是纯铅电极在含有不同含量乙二醇为添加
剂的胶体电解液中的循环伏安曲线。胶体电解液中均含有３６％硫酸、５％Ａ２００气相二氧化硅，在
３０℃和４０００ｒｐｍ转速下分散６０ｍｉｎ。配制出来的
胶体电解液成乳状，流动性非常好，静置２～４
ｈ
后成凝胶状，稍微施加剪切力即成液状，具有较好
的触变性。图１中，一０．９Ｖ附近的峰为铅氧化成硫
酸铅的氧化峰，一１．０ｌＶ附近的峰是硫酸铅还原成铅的还原峰。从图１可见，在该分散条件下，添加２％～３％的乙二醇后胶体电解液中铅的氧化峰电
流比没添加乙二醇的增大了１５％～３０％，同时，
铅的还原峰电流也有所增大。但是继续添加乙二醇的量到４％，其氧化峰和还原峰的电流均下降。
图ｌ纯铅电极在含有不同含量乙二醇为添加剂的胶体
电解液中的循环伏安曲线
有利于形成凝胶，而高的水合力有利于形成溶胶［８１。Ｙｏｏｎ和Ｖｉｖｅｋ等指出，如果有醇存在时，水合力可以由醇与气相二氧化硅之间形成的氢键来代替嘲。因此，添加适量的乙二醇时，一方面降低了水合作用力，有利于三维网络结构凝胶的形成；另一方面
乙二醇扩展了凝胶的三维网络结构，导致电极的氧
化还原峰电流增大，使电解液的电阻变小。但是，使用乙二醇添加剂时要注意，浓度过高反而会引起气相二氧化硅表面羟基溶剂化，影响氢键的形成，从而影响三维网络结构的形成，导致胶体电解液电
化学性能下降ｍ。
图２纯铅电极在含有不同含量乙二醇为添加剂的胶体
电解液中的电化学阻抗谱
根据以上条件制备的胶体电解液电化学阻抗谱
见图２。图２中，其低频半圆半径反应的是胶体电
解液的电化学反应电荷转移电阻。从图２可见，添加了２％～３％的乙二醇的胶体电解液的电化学反
应电阻比未添加的小，而添加４％乙二醇反而会导
致胶体电解液的电化学反应电阻增大。所得结果与循环伏安结果吻合。
图３纯铅电极在含有不同含量季戊四醇为添加剂的胶
气相二氧化硅胶体电解液中添加适量的乙二醇体电解液中的循环伏安曲线
有利于胶体电解液电化学性能的提高。研究表明，为了验汪多元醇对气相二氧化硅胶体电解液的纳米气相二氧化硅表面存在着大量的独立硅羟基，作用，还选取了另外一种小分子多元醇一季戊四醇当分散在液体介质中时，一部分独立硅羟基之间形作为胶体电解液的添加剂。图３是纯铅电极在添加成氢键，一部分与水分子形成水合力。低的水合力
了季戊四醇的胶体电解液中的循环伏安图。该胶体
电解液的制备条件与添加乙二醇的胶体电解液制备条件相同。制备出来的胶体电解液呈乳状，流动性非常好，静置后成为有弹性的凝胶，施加剪切力后又变成液状，具有较好的触变性。从图上可见，添加ｌ％～２％季戊四醇的胶体电解液后，铅的氧化还原峰电流比没有添加季戊四醇时的大。但是继续添加更多的季戊四醇（３％。４％）。氧化还原峰电流反而下降。该实验结果与添加乙二醇的实验结果相吻合。可见添加一定量的乙二醇和季戊四醇这种小分子多元醇有利于气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的提高，但添加过量则不利于电化学性能的提高，甚至还可能使其降低。
图４纯铅电极在含有不同含量聚乙二醇为添加剂的胶
体电解液中的循环伏安曲线
以上添加的都是小分子短链的多元醇，对于长链多元醇对气相二氧化硅胶体电解液的电化学性能影响，本文选取了分子量为６０００～９０００的聚乙二醇一６０００为代表。
图４和图５分别是纯铅电极在添加了聚乙二醇一６０００的胶体电解液中的循环伏安和交流阻抗谱。胶体电解液中均含有３６％硫酸、５％Ａ２００气相二氧化硅。在２５℃和３６００ｒｐｍ转速下分散３０ｍｉｎ后，配制出来的胶体电解液与前面的不一样，分散后胶体成糊状，静置后依然呈糊状，没有从乳液状到凝胶状可逆的触变性特征。由图４可见，纯铅在胶体电解液中的氧化还原峰随着聚乙二醇一６０００的加入量增大而下降。而交流阻抗谱的结果表明，胶体电解液的电荷转移电阻随着加入聚乙二醇一６０００的量增大而增大。说明聚乙二醇一６０００的加入不利于胶体电解液电化学性能的提高。李超等针
．嘲黼斓疆
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对聚乙二醇对纳米二氧化硅水悬浮液的分散稳定性做了详细的研究，其结果表明。聚乙二醇是以氧键吸附在纳米二氧化硅颗粒表面的【ｌＯｌ。聚乙二醇的长链结构可以对气相二氧化硅胶体的置维网络结构起到扩展作用。但该研究同时也指出，分子量不同的聚乙二醇对纳米二氧化硅胶体的作用也不一样。本文中选取了聚乙二醇一６０００作为气相二氧化硅胶体添加剂，胶体电解液的电化学性能反而下降，形成不了触变性凝胶，原因可能与聚乙二醇的分子量较大有关。把分子链较长的聚乙二醇加入到胶体中，可能形成了封闭的长链状不可逆凝胶结构，从而使得胶体电解液失去触变性，所以胶体电解液的电化学性能反而下降。
图５纯铅电极在含有不同含量聚乙二醇为添加剂的胶
体电解液中的电化学阻抗谱
４结论
多元醇作为胶体电解液添加剂的作用并非相同．对于乙二醇和季戊四醇这样的短链小分子多元醇，添加量适当可以提高胶体电解液的电化学性能，过量添加则会导致胶体电化学性能下降。其中乙二醇的合适添加量为２％一３％，季戊四醇的合适添加量为１％一２％。但是添加长链的聚乙二醇一６０００会使胶体电解液形成不了触变性凝胶，使其电化学性能下降。
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（Ａｚ接第５７页）
４ＢＳ的分析方法有Ｘ一衍射法、差热分析法和失重分析法。我们用差热法分析了合成的４ＢＳ（商品４ＢＳ）和崮化铅膏中的４ＢＳ，得到图４中的差热分析曲线。用径分布函数求出平均孔半径为５７００Ａ。
图４４ＢＳ差热曲线
由图４可看出，商品４ＢＳ吸热峰出现在２３ｌ℃，固化铅膏中４ＢＳ吸热峰出现在３２０℃，这可能是由于固化极板在化成前搁置期间与大气中二氧化碳发生了反应，部分发生碳酸盐化，或者是由于极板铅膏由３ＢＳ、４个ＰｂＯ和原生ＰｂＯ三者参与形成４ＢＳ，这样的４ＢＳ在固化后存放期间与大气接触，发生碳酸盐化反应。在差热分析扫描曲线上，宽幅的吸热峰是金属铅在３２８ｏＣ下熔化；１５０—３００ｏＣ之间的黑色区则是铅膏脱水与铅膏碳酸盐化；３５０ｏＣ以及３５０ｏＣ以上的吸热峰是碳酸氢
回黔甑麟辅两铅的分解。
用失重法分析固化铅膏中４ＢＳ，重量损失有３
步：在约２４０～２７０ｏＣ下发生了水分解，然后在３４０ｏＣ及３４０ｏＣ以上ｍ现碳酸铅（盐）的崩坏，在
１５０，５００气范围内损失率约在Ｏ．９５％（图５）。
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Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．
多元醇对气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的影响
作者：陈妹琼， 张敏， 蔡志泉， 代相成， 程发良， 陈红雨
作者单位：陈妹琼,张敏,蔡志泉,程发良(东莞理工学院城市学院,广东,东莞,523106)， 代相成(安徽大学化学与化工学院,安徽,合肥230001)， 陈红雨(华南师范大学化学与环境学院,广东,广州
,510006)
刊名：
蓄电池
英文刊名：CHINESE LABAT MAN
年，卷(期)：2010,47(2)
被引用次数：4次
参考文献(10条)
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引用本文格式：陈妹琼.张敏.蔡志泉.代相成.程发良.陈红雨多元醇对气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的影响[期刊论文]-蓄电池 2010(2)