3.5. Microstructural characteristic

3.5. Microstructural characteristics of the pastes of positive plates
in the teardown batteries
After certain times of charge and discharge cycles, batteries of BSn-0, B-Sn-1, B-Sn-2, and B-Sn-4 were tore down after a final charging procedure. Because the discharge duration of each battery

is much different, the different cycles result in correspondingly different teardown numbers. Table S4 shows the content of PbSO4 and PbO2 in the pastes of positive plate and the expansion rate of the positive plate in the disassembled batteries. The content of PbO2 in the paste of positive plate after torn down exceeds 70%. The content of 78% in battery B-Sn-2 was the highest, which indicated that the conversion ratio of PbSO4 to PbO2 was relatively higher. The expansion rate of positive plate was between 2 and 4 %. As shown in Fig. S5, major crystalline phases of the teardown paste in positive plates were identified as PbO2 and PbSO4. SEM images of the positive pastes from the teardown battery are shown in Fig. S6. With the increase of the dosage of Sn2þ in an electrolyte, the particle size of the crystals in the teardown pastes significantly decreased. As shown in the EDX spectra of Fig. S7, the major elements of large particles were Pb and O with a molar ratio of Pb:O of 1:2.7, indicating the large crystal particles were PbO2. In the battery positive reaction, Sn2þ was oxidized to Sn4þ and precipitation to SnO2 species in positive active material. SnO2 may act as nuclei for the formation of PbO2 and decrease the particle size of PbO2 for Sn4þ have a smaller crystal cell compare to Pb4þ [18,25]. The results show that even lower concentration of Sn2þ could apparently decrease the particle size of PbO2 crystals after the oxidation reaction at the end of charging procedure. It is consistent with the influence of electrolyte additive of SnSO4 on the morphology of lead sulfate in WE after CV tests in Fig. 6. At the same time, in the battery negative reaction when adding SnSO4 in the electrolyte, the reaction of Sn2þ reduction to metallic Sn is prior to the reaction of PbSO4 reduction to Pb for the electrode potential of Sn2þ/Sn (0.13 vs. NHE) is more positive than the electrode potential of PbSO4 2þ/Pb (0.359 vs. NHE) [18,26]. Sn will precipitate from the solution during the redox reaction inside the battery and grow with a dendrite mode, and this phenomenon raised the risk of micro-short circuit [15]. The solubility of SnSO4 in 1 mol$L1 H2SO4 at 25 C is 0.33 g$mL1 therefore SnSO4 added in the sulfuric acid solution could be fully dissolved. The positive discharge reaction of the lead acid battery could be described as Equation (2), and the electrode potential of Em of reaction in 1 mol$L1 acid solution is 1.685 V (vs. NHE). The electrode potential of Sn4þ/Sn2þ (Equation (3)) is 0.15 V (vs. NHE, in 1 mol$L1 acid solution), and it is prone to the reaction described as Equation (4) for 1.685 V (vs. NHE, in 1 mol$L1 acid solution), which is more positive than 0.15 V when SnSO4 was added in the electrolyte. PbO2

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.5. microstructural ลักษณะของวางของแผ่นบวกในแบตเตอรี่ teardownหลังจากบางช่วงเวลาของค่าธรรมเนียมและปล่อยรอบ แบตเตอรี่ของ BSn-0 บี-Sn-1, B-Sn-2 และบี-Sn-4 ได้ฉีกลงหลังจากขั้นตอนสุดท้ายชาร์จ เนื่องจากระยะเวลาปล่อยของแบตเตอรีแต่ละก้อนis much different, the different cycles result in correspondingly different teardown numbers. Table S4 shows the content of PbSO4 and PbO2 in the pastes of positive plate and the expansion rate of the positive plate in the disassembled batteries. The content of PbO2 in the paste of positive plate after torn down exceeds 70%. The content of 78% in battery B-Sn-2 was the highest, which indicated that the conversion ratio of PbSO4 to PbO2 was relatively higher. The expansion rate of positive plate was between 2 and 4 %. As shown in Fig. S5, major crystalline phases of the teardown paste in positive plates were identified as PbO2 and PbSO4. SEM images of the positive pastes from the teardown battery are shown in Fig. S6. With the increase of the dosage of Sn2þ in an electrolyte, the particle size of the crystals in the teardown pastes significantly decreased. As shown in the EDX spectra of Fig. S7, the major elements of large particles were Pb and O with a molar ratio of Pb:O of 1:2.7, indicating the large crystal particles were PbO2. In the battery positive reaction, Sn2þ was oxidized to Sn4þ and precipitation to SnO2 species in positive active material. SnO2 may act as nuclei for the formation of PbO2 and decrease the particle size of PbO2 for Sn4þ have a smaller crystal cell compare to Pb4þ [18,25]. The results show that even lower concentration of Sn2þ could apparently decrease the particle size of PbO2 crystals after the oxidation reaction at the end of charging procedure. It is consistent with the influence of electrolyte additive of SnSO4 on the morphology of lead sulfate in WE after CV tests in Fig. 6. At the same time, in the battery negative reaction when adding SnSO4 in the electrolyte, the reaction of Sn2þ reduction to metallic Sn is prior to the reaction of PbSO4 reduction to Pb for the electrode potential of Sn2þ/Sn (0.13 vs. NHE) is more positive than the electrode potential of PbSO4 2þ/Pb (0.359 vs. NHE) [18,26]. Sn will precipitate from the solution during the redox reaction inside the battery and grow with a dendrite mode, and this phenomenon raised the risk of micro-short circuit [15]. The solubility of SnSO4 in 1 mol$L1 H2SO4 at 25 C is 0.33 g$mL1 therefore SnSO4 added in the sulfuric acid solution could be fully dissolved. The positive discharge reaction of the lead acid battery could be described as Equation (2), and the electrode potential of Em of reaction in 1 mol$L1 acid solution is 1.685 V (vs. NHE). The electrode potential of Sn4þ/Sn2þ (Equation (3)) is 0.15 V (vs. NHE, in 1 mol$L1 acid solution), and it is prone to the reaction described as Equation (4) for 1.685 V (vs. NHE, in 1 mol$L1 acid solution), which is more positive than 0.15 V when SnSO4 was added in the electrolyte. PbO2

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.5 ลักษณะจุลภาคของน้ำพริกของแผ่นบวก
ในแบตเตอรี่ teardown
หลังจากที่บางช่วงเวลาของค่าใช้จ่ายและรอบจำหน่ายแบตเตอรี่ของ BSN-0, B-Sn-1, B-Sn-2, B-Sn-4 ได้ฉีกลงหลังจาก ขั้นตอนชาร์จสุดท้าย เพราะระยะเวลาการปล่อยของแต่ละแบตเตอรี่จะแตกต่างกันมากรอบที่แตกต่างกันส่งผลในการที่แตกต่างกันตามลําดับหมายเลข teardown ตารางที่ S4 แสดงให้เห็นเนื้อหาของ PbSO4 และ PbO2 ในน้ำพริกของแผ่นบวกและอัตราการขยายตัวของแผ่นบวกในแบตเตอรี่ถอดชิ้นส่วน เนื้อหาของ PbO2 วางของในแผ่นบวกหลังจากฉีกลงเกินกว่า 70% เนื้อหาของ 78% ในแบตเตอรี่ B-Sn-2 สูงสุดซึ่งแสดงให้เห็นว่าอัตราการ PbSO4 PbO2 จะค่อนข้างสูง อัตราการขยายตัวของแผ่นบวกระหว่าง 2 และ 4% ดังแสดงในรูป S5 ขั้นตอนที่สำคัญของผลึกวาง teardown ในแผ่นบวกถูกระบุว่าเป็น PbO2 และ PbSO4 ภาพ SEM ของน้ำพริกบวกจากแบตเตอรี่ teardown จะแสดงในรูป S6 กับการเพิ่มขึ้นของปริมาณของSn2þในอิเล็ก, ขนาดอนุภาคของผลึกในน้ำพริก teardown ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ดังแสดงในสเปกตรัม EDX ของรูป S7 องค์ประกอบที่สำคัญของอนุภาคขนาดใหญ่เป็นตะกั่วและ O มีอัตราส่วนโมลของ Pb โอ้ 1: 2.7 แสดงให้เห็นอนุภาคคริสตัลขนาดใหญ่เป็น PbO2 ในแบตเตอรี่ปฏิกิริยาบวก, Sn2þถูกออกซิไดซ์ที่จะSn4þและฝนชนิด SnO2 ในวัสดุที่ใช้งานในเชิงบวก SnO2 อาจทำหน้าที่เป็นแกนกลางสำหรับการก่อตัวของ PbO2 และลดขนาดอนุภาค PbO2 สำหรับSn4þมีผลึกคริสตัลที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับPb4þ [18,25] ผลการศึกษาพบว่าแม้จะมีความเข้มข้นต่ำกว่าของSn2þเห็นได้ชัดว่าสามารถลดขนาดอนุภาคของผลึก PbO2 หลังจากการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่ ณ สิ้นขั้นตอนการเรียกเก็บเงิน มันมีความสอดคล้องกับอิทธิพลของสารเติมแต่งของอิเล็กโทรไล SnSO4 สัณฐานซัลเฟตนำในการทดสอบหลังจากที่เรา CV ในรูป 6. ในเวลาเดียวกันในแบตเตอรี่ปฏิกิริยาเชิงลบเมื่อมีการเพิ่ม SnSO4 ในอิเล็กโทรไลปฏิกิริยาของการลดการSn2þโลหะ Sn คือก่อนที่จะมีปฏิกิริยาของการลดการ PbSO4 Pb สำหรับศักยภาพของอิเล็กโทรดSn2þ / Sn (0.13 เทียบกับ NHE ) เป็นบวกมากขึ้นกว่าที่มีศักยภาพของอิเล็กโทรด PbSO4 2th / Pb (0.359 เทียบกับ NHE) [18,26] sn จะเกิดการตกตะกอนจากการแก้ปัญหาในระหว่างการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ภายในแบตเตอรี่และเติบโตไปพร้อมกับโหมดประสาทและปรากฏการณ์นี้ยกความเสี่ยงของวงจรไมโครสั้น [15] การละลายของ SnSO4 1 mol $ L1 H2SO4 ที่ 25 องศาเซลเซียสเป็น 0.33 กรัม $ ML1 จึง SnSO4 เพิ่มเข้ามาในสารละลายกรดซัลฟูริกอาจจะเลือนหายไปอย่างเต็มที่ ปล่อยปฏิกิริยาในเชิงบวกของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดสามารถอธิบายได้ว่าสมการ (2) และอิเล็กโทรดที่มีศักยภาพของเอ็มของการเกิดปฏิกิริยาใน 1 mol $ L1 สารละลายกรดเป็น 1.685 V (เทียบกับ NHE) อิเล็กโทรดที่มีศักยภาพของSn4þ / Sn2þ (สมการ (3)) เป็น 0.15 V (เทียบกับ NHE ใน 1 mol $ L1 สารละลายกรด) และมันมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาอธิบายว่าสมการ (4) สำหรับ 1.685 V (เทียบกับ NHE ใน 1 mol $ L1 สารละลายกรด) ซึ่งเป็นบวกมากขึ้นกว่า 0.15 V เมื่อ SnSO4 ถูกเพิ่มเข้ามาในอิเล็กโทรไล PbO2

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.5 . ลักษณะโครงสร้างจุลภาคของเพสต์ของแผ่นบวก

หลังจากทุบในแบตเตอรี่หนึ่งครั้งค่าธรรมเนียมและการปลดวงจร แบตเตอรี่ของ bsn-0 b-sn-1 b-sn-2 , , , และ b-sn-4 ถูกฉีกลง หลังจากชาร์จขั้นตอนสุดท้าย . เพราะปล่อยระยะเวลาของแบตเตอรี่แต่ละ

จะแตกต่างกันมาก รอบ ที่แตกต่างกันส่งผลให้ตัวเลข teardown แตกต่างกันต้องกันตารางแสดงเนื้อหาของการเก็บและ pbso4 pbo2 ในน้ำพริกของแผ่นบวก และอัตราการขยายตัวของแผ่นบวกในการถอดแบตเตอรี่ เนื้อหาของ pbo2 ในวางจานบวกหลังจากขาดลงเกิน 70% เนื้อหาของ b-sn-2 78% ในแบตเตอรี่ได้สูงสุด ซึ่งพบว่าอัตราส่วนการแปลง pbso4 เพื่อ pbo2 ค่อนข้างสูงการขยายอัตราของจานบวกอยู่ระหว่าง 2 และ 4 % ดังแสดงในรูปผลึก S5 , ขั้นตอนหลักของ teardown วางในจานบวกที่ถูกระบุว่าเป็น pbo2 และ pbso4 . ภาพ SEM ของเครื่องแกงที่เป็นบวกจากแบตเตอรี่ที่แสดงในรูปที่ s6 ทุบ . กับการเพิ่มขึ้นของปริมาณ sn2 þในอีเลกโตรไลท์ขนาดอนุภาคของผลึกใน teardown วางอย่างมีนัยสำคัญลดลง ตามที่แสดงในการวัดสเปกตรัมของมะเดื่อ S7 , องค์ประกอบหลักของอนุภาคขนาดใหญ่ ได้แก่ ตะกั่ว และโอที่มีอัตราส่วนโดยโมลของ PB : O 1:2.7 แสดงอนุภาคคริสตัลขนาดใหญ่ pbo2 . ในแบตเตอรี่บวกปฏิกิริยา sn2 þคือจาก sn4 þและการตกตะกอนเพื่อ SnO2 ชนิดวัสดุที่ใช้งานในเชิงบวกSnO2 อาจเป็นนิวเคลียสสำหรับการก่อตัวของ pbo2 และลดขนาดอนุภาคของ pbo2 สำหรับ sn4 þมีมือถือคริสตัลขนาดเล็กเปรียบเทียบกับ pb4 þ [ 18,25 ] ผลที่ได้แสดงให้เห็นว่าแม้ลดความเข้มข้นของ sn2 þสามารถเห็นได้ชัดลดขนาดของผลึก pbo2 หลังจากปฏิกิริยาออกซิเดชันในตอนท้ายของการกระบวนการมันสอดคล้องกับอิทธิพลของอิเล็กโทรไลต์เติม snso4 ในลักษณะของตะกั่วซัลเฟตใน CV เราหลังจากการทดสอบในรูปที่ 6 เวลาเดียวกัน แบตเตอรี่ ปฏิกิริยาที่เป็นลบเมื่อมีการเพิ่ม snso4 ในอิเล็กโทรไลต์ ปฏิกิริยาของการ sn2 þโลหะดีบุกก่อนปฏิกิริยาของ pbso4 ลดตะกั่วสำหรับศักยภาพขั้วของ sn2 þ / SN ( 0.13 vs .เขา ) เป็นบวกมากกว่าศักยภาพขั้วของ pbso4 2 þ / PB ( 0.359 กับเขา ) [ 18,26 ] SN จะตกตะกอนจากสารละลายในรีดอกซ์ปฏิกิริยาภายในแบตเตอรี่และเติบโตกับเดนไดรต์โหมด และปรากฏการณ์นี้เพิ่มความเสี่ยงของการลัดวงจร ไมโคร [ 15 ] การละลายของ snso4 1 mol กรดซัลฟิวริก 25  $ L1 c เป็น 033 g $ ml1 จึง snso4 เพิ่มในสารละลายกรดซัลฟิวริกอาจจะเต็มละลาย บวกการปฏิกิริยาของแบตเตอรี่ตะกั่ว - กรด สามารถอธิบายเป็นสมการ ( 2 ) และขั้วไฟฟ้าที่มีศักยภาพของพวกเขาของปฏิกิริยาใน 1 โมล $ l1 สารละลายกรดจะ 1.685 V ( กับเขา ) ขั้วไฟฟ้าที่มีศักยภาพของ sn4 þ / sn2 þ ( สมการ ( 3 ) ) ) V ( vs . เขาใน 1 โมล $ สารละลายกรด L1 )และมันมักจะเกิดปฏิกิริยาอธิบายเป็นสมการ ( 4 ) 1.685 V ( vs . เขาใน 1 โมล $ สารละลายกรด L1 ) ซึ่งเป็นบวกมากกว่า 0.15 V เมื่อ snso4 เพิ่มในอิเล็กโทรไลต์ pbo2