كبريتات الباريوم المترسبة للبطاريات
عملية تخليق كبريتات الباريوم المترسبة
عالية النقاء ومحتوى منخفض من الحديد، مناسبة للاستخدام في البطاريات.
ميزات المنتج:
توزيع حجم الجسيمات ضيق.
أقل شوائب.
قابلية تشتت ممتازة.
البيانات الفنية لكبريتات الباريوم الطبيعية:
| محتوى كبريتات الباريوم (Baso4)% | 98 |
| البياض% ≥ | 96 |
| محتوى قابل للذوبان في الماء % ≤ | 0.15 |
| محتوى الحديد % ≤ | 0.0015 |
| محتوى الكلور % ≤ | 0.04 |
| قيمة الرقم الهيدروجيني | 6.5-7.5 |
| امتصاص الزيت جم/100 جم | 15-20 |
| متوسط حجم الجسيمات (D50) | 1.2um |
| البقايا (45 ميكرومتر) % | 0.01 |
| حجم الجسيمات أقل من 10 ميكرومتر % | 99 |
| حجم الجسيمات أقل من 5 ميكرومتر % | 95 |
| حجم الجسيمات أقل من 2 ميكرومتر % | 70 |
مع تطور تكنولوجيا البطاريات، يتجه علماء المواد والمصنعون بشكل متزايد إلىكبريتات الباريوم المترسبة (BaSO₄)كحشو وظيفيفيفواصل البطارية,مركبات المنحل بالكهرباء، وأغلفة بوليمرية. إنهالاستقرار الكيميائي,كثافة عالية,العزل الكهربائي، وتوحيد الجسيماتاجعلها إضافة قيمة في كليهماحمض الرصاصوبطارية ليثيوم أيونعناصر.
توفر هذه المقالة أمفصلة من الناحية الفنية,مُحسّن لمحركات البحث، وعلمًا بالتنظيمدليل حول استخدامكبريتات الباريوم المترسبة لتطبيقات البطارياتسنستكشف تصنيعها وخصائصها الهيكلية ومتطلبات الامتثال وحالات الاستخدام والاعتبارات التشغيلية - متبوعة بالأسئلة الشائعة ودعوة مهنية للعمل.
ما هو كبريتات الباريوم المترسبة؟
كبريتات الباريوم المترسبة، والتي يشار إليها غالبًا باسمأبيض صلب، هو أمنتج صناعيًا، فائق النقاءشكل من أشكال BaSO₄. على عكس الباريت الطبيعي، فإن BaSO₄ المترسب هويتم تصنيعها عن طريق تفاعل كيميائي خاضع للرقابةوهو ما يضمن تناسق الشكل، وتوزيع حجم الجسيمات الضيق، ومستويات الشوائب المنخفضة.
تفاعل التوليف (نموذجي):
تؤدي هذه العملية إلىمسحوق أبيض، خامل كيميائيًا، غير سام، تستخدم على نطاق واسع في التطبيقات التقنية، بما في ذلك البطاريات.
لماذا نستخدم كبريتات الباريوم المترسبة في البطاريات؟
| ملكية | الاستفادة من أنظمة البطاريات |
|---|---|
| كثافة نوعية عالية (4.3–4.5) | يعزز كثافة معاجين البطاريات والحشوات الهيكلية |
| الخمول الكيميائي | مستقر ضد الإلكتروليتات الحمضية ومركبات البطاريات التفاعلية |
| تشتت ممتاز | يشكل خلطات مركبة متجانسة في الفواصل أو الطلاءات |
| العزل الكهربائي | يمنع حدوث قصر الدائرة ويحسن الأداء العازل |
| حجم الجسيمات الضيق (D50 0.5–1.5 ميكرومتر) | يضمن طلاءً موحدًا وتقليل الفراغات في البوليمرات |
التطبيقات في تقنيات البطاريات
1.معجون بطارية الرصاص الحمضية
بمثابةحشو خاملفي اللوحات السلبية والإيجابية
يحسنالسلامة الميكانيكيةيقلل من تمدد اللوحة
يعززتوازن الوزندون المساس بالأداء الكهربائي
2.فواصل بطاريات الليثيوم أيون
تنصهر فيفواصل البولي أوليفين(على سبيل المثال، PE/PP) لتعزيز:
أداء الاغلاق الحراري
المسامية والاستقرار الأبعادي
سلوك ترطيب الإلكتروليت
3.إلكتروليتات مصفوفة البوليمر
يستخدم في الإلكتروليتات الصلبة أو الهلامية لـ:
تثبيت بلورة البوليمر
يزيدثابت العزل الكهربائي
يمدخصائص الحاجزضد نمو الشجيرات
4.غلاف البطارية والتغليف
يضاف إلىبوليمرات غلاف البطارية(على سبيل المثال، ABS، PP) لتحسين:
تثبيط اللهب
مقاومة للأشعة فوق البنفسجية
توازن الوزن والصلابة
المواصفات الفنية (درجة البطارية)
| ملكية | نطاق القيمة | الطريقة / المعيار |
|---|---|---|
| نقاء BaSO₄ | ≥ 98.5% | ISO 3262-2 / GB/T 2899 |
| الجاذبية النوعية | 4.3–4.5 | ASTM D153 / ISO 787-10 |
| حجم جسيم D50 | 0.5–1.5 ميكرومتر | حيود الليزر (ISO 13320) |
| البياض (ISO) | ≥ 96 | ايزو 2470 |
| امتصاص الزيت | ≤ 10 جم/100 جم | ISO 787-5 |
| محتوى الرطوبة | ≤ 0.2% | ISO 787-2 |
| الرقم الهيدروجيني (10٪ ملاط) | 6.5–8.5 | ISO 787-9 |
| معالجة السطح (اختياري) | حمض الستياريك، السيليكون | محدد من قبل الشركة المصنعة |
اعتبارات الامتثال والسلامة
| التنظيم / الامتثال | الصلة بصناعة البطاريات |
|---|---|
| REACH (رقم EC 1907/2006) | متوافق ومعفى كمعادن غير عضوية |
| توجيه بنفايات | خالي من الرصاص والكادميوم والزئبق والكروم⁶⁺ وثنائي الفينيل متعدد البروم وثنائي الفينيل متعدد البروم |
| دليل الأمم المتحدة للاختبارات والمعايير | مواد غير خطرة للنقل والتخزين |
| إرشادات المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH/OSHA) | التحكم في الغبار مطلوب أثناء التعامل |
| ايزو 9001 / ايزو 14001 | تم اعتماد معظم BaSO₄ من فئة البطاريات من حيث الجودة وإدارة البيئة |
التصنيع ومراقبة الجودة
مواد خام: BaCO₃ أو BaCl₂ + Na₂SO₄ عالي النقاء
تصميم المفاعل:التحكم الدقيق في درجة الحموضة وسرعة التحريك ودرجة الحرارة
الترشيح والغسيل:يزيل كلوريد الصوديوم والشوائب القابلة للذوبان
تجفيف: يتم توصيله تحت 120 درجة مئوية لمنع التكتل
الطحن والتصنيف: الطحن النفاث أو التصنيف الهوائي إلى D50 < 1.0 ميكرومتر
المعالجة السطحية (إذا لزم الأمر):يحسن التشتت في البوليمرات أو مصفوفات الإلكتروليت
الأسئلة الشائعة
❓هل يمكن لكبريتات الباريوم المترسبة تحسين عمر البطارية؟
نعم. استقرارها الكيميائي ودورها في تعزيز المكونات الفيزيائية (مثل الفواصل والأغلفة) يُقلل من التدهور ويزيد من هامش الأمان الحراري.
❓ما هو الفرق بينه وبين الباريت الطبيعي؟
ترسب BaSO₄ هواصطناعية، نقية للغاية، وأدق في حجم الجسيمات—مصمم خصيصًا للتطبيقات الحساسة مثلالبطارياتوطبيالاستخدام، في حين أن الباريت الطبيعي قد يحتوي على شوائب.
❓هل يؤثر على سعة البطارية؟
إنه كذلكلا تساهم بشكل مباشرلتخزين الطاقة ولكن يلعب دورادور وظيفيفي البنية والسلامة والاستقرار - دعمدورة حياة أعلىومتانة النظام.
❓ هل هو متوافق مع أنظمة الليثيوم المعدنية والحالة الصلبة؟
نعم. فيإلكتروليتات البوليمر الصلبةأو الفواصل الخزفية، فهي تعمل كـحاجز غير موصلومثبت الإلكتروليت.
ملخص: لماذا يجب اختيار BaSO₄ المترسب للبطاريات؟
| فائدة | القيمة المسلمة |
|---|---|
| درجة نقاء عالية وعزل | يمنع التسرب الأيوني والماس الكهربائي |
| الاستقرار الكيميائي الحراري | يتحمل الظروف القاسية في دورات البطارية |
| توزيع حجم الجسيمات الدقيقة | يتيح التشتت المتجانس في البوليمرات والهلاميات |
| قابلة للتعديل على السطح | التخصيص للتوافق مع الإلكتروليت أو المركب |
| متوافق مع الصناعة | يتوافق تمامًا مع معايير REACH وRoHS ومعايير السلامة في النقل |
