變溫對正極極限電流密度和交換電流密度的影響
由于正極電對氧化還原過程是影響LFB充放電性能在寬溫域敏感衰減的控制因素，是以對正極氧化還原動力學過程的其他重要參數進一步分析。電極反應極限電流密度（il）是反應電池充放電能力的重要參數之一，而溫度又是影響極限電流密度的一個重要因素。
傳統方法在接近極限電流區域記錄穩态的電流-電勢資料時，由于氣體O2和H2的析出而容易産生試驗誤差，導緻電極界面的電壓波動和額外的歐姆降。
另外在LFB中當Pb2+濃度高于4.2gL-1時，穩态極化曲線中難以觀察到極限電流密度平台。A.K.Shukla等人提出了一種利用穩态電流-電位資料中的拐點來推導極限電流密度的方法，不需要達到極限電流區域可有效避免試驗誤差的産生。
在50、20、0和-20°C下0.1~100mAcm-2的電流密度範圍内對電池進行恒流充放電，圖1(a)和(b)分别為正極PbO2/Pb2+在充電和放電過程中的穩态極化曲線。
從圖中可以看出随着溫度降低電沉積PbO2的極化過電位升高，在放電過程中也能觀察到同樣的趨勢。這表明溫度升高正極氧化還原過程的il較高，有助于提升電池的充放電能力。
另外，不同溫度下随着電流密度的增大，在初期20~40mAcm-2以下充放電過程極化程度較小且緩慢上升，但高于30~50mAcm-2後，電極電勢急速升高。
根據穩态極化曲線和關系式，确定了不同溫度下PbO2/Pb2+充放電過程中的dE/d|i|和1/|i|線性關系如圖2所示。根據|il|=2iinf，從不同溫度下的拐點電流得到正極反應il值見表1。
在50、20、0和-20°C下，充電過程中il值分别為80、70、50和40mAcm-2，放電過程中il值分别為90、60、40和20mAcm-2。
随着溫度的降低電極反應的il顯著降低，表明避免極化副反應發生其可接受的充放電電流密度在低溫下更低，如-20°C隻能在較低的電流密度下運作，過大的電流密度會加劇析氫析氧行為，進而損失充電容量并降低電池循環效率。
同時，溫度從50°C降至-20°C時，放電過程中il的下降幅度70mAcm-2大于充電過程的40mAcm-2，表明此時溫度對正極還原過程的影響程度大于氧化過程。
而另一重要動力學參數交換電流密度i0是反映電極反應得失電子的能力及電極反應進行的難易程度，其是導緻電極反應極化程度大小（過電位）的内因，表示在給定條件下電極反應可逆程度的特征常數。對于正極電對PbO2/Pb2+在穩态條件下逐漸記錄不同溫度下的極化曲線。
如圖3分别為50、20、0和-20°C下對應的電流與電勢曲線的線性表征和Tafel表征。從圖3(a)可以看出溫度對正極電對PbO2/Pb2+沉積和溶解的極化曲線有很大的影響。
當溫度從-20°C升高到50°C時，極化曲線的陰極分支（PbO2的溶解過程）明顯轉移到更高的電位，反映出随着溫度的升高PbO2的溶解動力學增強。而陽極分支（PbO2的沉積過程）随着溫度的升高電位也正向偏移。
而在圖3(b)Tafel表征的陰陽極極化曲線中，陰極線與陽極線的外延交點可得到了對應于電位軸上的電化學電勢Eth以及垂直logi軸上的交換電流密度i0如表1所示。
在50、20、0和-20°C不同溫度下求得的交換電流密度i0分别為1.18、0.49、0.25和0.14mAcm-2。
随着溫度從50°C降低到-20°C，交換電流密度i0從1.18mAcm-2連續降低到0.14mAcm-2，說明電極反應的可逆動力學過程明顯随溫度降低而減緩，極化程度加劇，得失電子的能力減弱進而造成電極反應進行困難。
同時如表1所示，正極電對PbO2/Pb2+的開路電位Ei=0和電化學電位Eth均随溫度的降低而降低。
綜上對寬溫域正負極電對氧化還原動力學過程的研究，表明随溫度降低電極氧化還原動力學過程明顯減緩，且其中正極電對較負極電對表現出對高低溫更顯著的敏感度，這是電池充放電性能随溫度降低而顯著衰減的重要原因。
