แบเรียมซัลเฟตมีบทบาทสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่อย่างไร

ส่วนประกอบหลักของแบริไทต์คือแบเรียมซัลเฟต (BaSO4) และการใช้งานที่รู้จักกันดีที่สุดคือตัวแทนถ่วงน้ำหนักโคลนเจาะน้ำมัน สารเคมีแบเรียม และวัตถุดิบสำหรับการป้องกันรังสีนิวเคลียร์

แบเรียมซัลเฟตมีข้อดีคือมีความเฉื่อยทางเคมีสูง มีเสถียรภาพดี ทนต่อกรดและด่าง ความแข็งปานกลาง แรงโน้มถ่วงจำเพาะสูง ความขาวสูง และความสามารถในการดูดซับรังสีที่เป็นอันตราย เป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แบเรียมซัลเฟตนาโนที่มีความบริสุทธิ์สูงไม่เพียงแต่มีประโยชน์เหมือนแบเรียมซัลเฟตธรรมดาเท่านั้น แต่ยังมีการใช้งานพิเศษอื่นๆ ด้วย ตัวอย่างเช่น ใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรม เช่น การเคลือบ การทำกระดาษ ยาง หมึก และพลาสติก

แบเรียมซัลเฟตยังมีการใช้งานที่สำคัญอีกด้วย นั่นคือสารขยายอนินทรีย์ที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดในการผลิตแบตเตอรี่ แบตเตอรี่เป็นพลังงานใหม่พื้นฐานที่หมุนเวียนและรีไซเคิลได้ จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา เช่น การขนส่ง การสื่อสาร ไฟฟ้า รถไฟ การป้องกันประเทศ คอมพิวเตอร์ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

แบเรียมซัลเฟตเป็นแร่ธาตุพลังงานใหม่ซึ่งมีบทบาทสำคัญมากในการผลิตแบตเตอรี่ เหตุผลหลักที่ทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานสั้นลงคือ การซัลเฟตของแผ่นขั้วลบของแบตเตอรี่ ดังนั้น ในแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด บทบาทหลักของแบเรียมซัลเฟตคือการเพิ่มการทำงานของแผ่นขั้วลบ ป้องกันไม่ให้แผ่นแข็ง และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

ในสารละลายตะกั่วขั้วลบของแบตเตอรี่ แบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนซึ่งมีคุณสมบัติในการเติมที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติที่เสถียร มักใช้เพื่อลดระดับซัลเฟตของอิเล็กโทรดขั้วลบของแบตเตอรี่ เหตุผลมีดังนี้:

1. แบเรียมซัลเฟตและตะกั่วซัลเฟตมีโครงสร้างตาข่ายเหมือนกัน ซึ่งทำให้ตะกั่วซัลเฟต (PbSO_4) ที่ผลิตโดยอิเล็กโทรดลบของแบตเตอรี่ด้วยความช่วยเหลือของแบเรียมซัลเฟต (BaSO4) กระจายอย่างสม่ำเสมอในตำแหน่งต่างๆ ของแผ่น จึงยับยั้งการเกิดซัลเฟตที่ไม่สามารถย้อนกลับได้และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

2. แบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนมีขนาดอนุภาคเล็กและมีการกระจายตัวที่ดี การทดลองแสดงให้เห็นว่าในกรณีที่ไม่มีการเกาะกลุ่ม ยิ่งขนาดอนุภาคของแบเรียมซัลเฟตเล็กลง ระดับของซัลเฟตของอิเล็กโทรดลบของแบตเตอรี่ก็จะยิ่งต่ำลง

3. แบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนมีความบริสุทธิ์สูง แทบไม่มีธาตุเหล็ก และไม่คายประจุง่าย เมื่อแบตเตอรี่หมดประจุ PbSO4 อาจมีศูนย์กลางผลึกมากขึ้น ป้องกันไม่ให้พื้นผิวเฉพาะของตะกั่วหดตัว เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแผ่นอิเล็กโทรดเชิงลบ ป้องกันไม่ให้แผ่นแข็งตัว และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

4. แบเรียมซัลเฟตมีความเฉื่อยสูงมากและไม่เข้าร่วมในกระบวนการรีดอกซ์ของอิเล็กโทรด โดยจะแยกตะกั่วออกจากตะกั่วหรือตะกั่วซัลเฟตด้วยกลไก จึงรักษาพื้นผิวเฉพาะของวัสดุอิเล็กโทรดให้พัฒนาได้ดี