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【摘要】：蓄电池是电动车动力的源泉，是影响电动车性能和制约电动车发展的关键。铅酸蓄电池由于原料丰富、价格便宜、技术成熟、安全可靠、废电池处理铅资源回收率高，已被电动车行业广泛采用和研究。但铅酸蓄电池在使用中存在一些问题，不能满足消费者要求。为了改善电池性能，人们开始使用胶体电解液制造电池。本论文主要就适用于电动车电池的胶体电解液的研制、胶体电解液对铅电极充放电过程中的电极反应和电动车电池性能的影响、胶体电池的失效模式等方面的工作进行了一些探究。将一定比例的气相二氧化硅分散到水中，再与低温处理过的硫酸溶液混合，加入合适添加剂，经高效机械分散，制得不同二氧化硅含量的胶体电解液，并对其粘度、凝胶时间、凝胶强度等性质进行测定，并进行相关的理论分析。试验发现，当SiO_2含量达到4%时，电解液才可以形成稳定的凝胶，当SiO_2含量小于4%时，电解液易水化分层；当SiO_2含量大于6%时，凝胶难以切稀，触变性差。采用循环伏安法、恒电位阶跃、恒电流阶跃以及电化学交流阻抗谱等电化学测试方法对铅电极的电化学反应过程动力学进行了研究，获得了不同类型胶体电解液对铅电极反应过程的影响规律。试验发现，当胶体电解液中二氧化硅含量增大时，其内阻变大，氧化过程电流变小，但在相同阴极极化条件下析氢电流降低，表明可以起到一定的抑制析氢效果。

随着胶体电解液中气相二氧化硅含量的增加，铅电极双电层微分电容和交换电流密度都有一定程度的减小。本论文较系统地考察了胶体电池的制备工艺及胶体电池的性能。电池灌胶工艺的研究发现，当胶体电解质中SiO_2含量在6%以下时可以顺利灌胶，而当SiO_2含量大于6%时灌胶难度增大。改变传统的电池装配工艺，减小装配压力，有利于改善胶体电解液在隔板中的均匀分布。采用电动车电池用极板，灌注所研制的胶体电解液，制成了模拟电池。经模拟电池充放电性能检测，发现模拟胶体电池的初期容量、低温容量、容量保持能力、PSOC下的工作适应性、深放电循环寿命等性能均与胶体电解中SiO_2的含量相关，采用4%SiO_2含量的胶体电解液能够获得较理想的结果。通过对失效胶体电池的剖析，结合胶体电池实际工作情况，发现胶体电解液可以抑制酸分层从而有利于电池循环寿命的延长。胶体电池的正极活性物质在充放电过程中容易发生由α-PbO_2向β-PbO_2转变的过程，影响电池寿命。胶体电池可以减少不可逆硫酸盐化、短路等多种失效模式的发生，但容易因正极活性物质软化脱落而失效。用管式电极可以抑制胶体电池正极活性物质的脱落。