Mikroskopická pozorování struktur aktivní hmoty záporné elektrody olověného akumulátoru

Abstract

Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu.

This doctoral dissertation deals with the study of the effect of additives on the properties of the negative electrode of a lead-acid battery. The work focuses on the investigation of the additive/base material interface for the negative electrode (so-called active mass) using atomic force microscopy (AFM). A lead sheet was used as the base material, on which the given additive was applied. The effects of carbon, TiO2, glass fibers and Indulin AT were specifically investigated. The negative electrode was cycled by a potentiostat in a defined manner and the morphology of the electrode surface was continuously scanned by AFM. This created a time sequence of images on which events on the surface of the electrode during its charging/discharging were captured. These records serve to better understand the effect of additives on the resulting properties of constructed lead-acid cells, specifically on the ability to form or dissolve PbSO4 crystals, which are formed during cell discharge and are responsible for the decrease in total capacity - gradual surface sulfation.