超級電池的炭基超級電容電極研究.pdf

1、電動汽車特別是混合動力車的開發(fā)和使用在低碳技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用中擁有舉足輕重的地位，已經(jīng)成為世界各國競相開發(fā)的熱點(diǎn)。超級電池同時具備鉛酸電池和超級電容器的優(yōu)勢，是混合動力汽車電源的理想選擇。由于炭材料電極存在與鉛負(fù)極的工作區(qū)間不匹配，且在充電末期嚴(yán)重析氫等問題，制約了超級電池的發(fā)展。為了解決這些問題，進(jìn)行了以下幾方面的研究。
　　采用機(jī)械混合法和沉積法往炭材料中摻入10％鉛，考察修飾后炭材料的析氫速率性能，發(fā)現(xiàn)沉積相同量鉛的情況下，沉

2、積法修飾后的炭材料具有比機(jī)械混合法修飾后炭材料更低的析氫速率。結(jié)合TEM和SEM圖分析可知沉積法可以將鉛均勻分布于炭材料表面和孔道中，優(yōu)于機(jī)械混合法。所以，選擇沉積法作為炭材料的修飾方法。
　　采用沉積法分別往活性炭中沉積不同量的鉛和鉍。對于鉛，隨著沉積量的增加，修飾后炭材料的析氫速率逐漸減小，但趨勢有所放緩。對電極電勢在-1.4V炭材料的析氫速率分析表明，鉛沉積量超過30%后炭材料析氫速率下降不明顯，所以認(rèn)為30%鉛是最佳修飾量

3、。對于鉍，隨著沉積量的增加，炭材料的析氫速率逐漸減小，說明鉍同樣可以抑制炭材料析氫。此外，鉛可以使炭材料的工作區(qū)間明顯負(fù)移，而鉍對炭材料的工作區(qū)間影響不大。將30%鉛修飾的炭電極和鉛負(fù)極并聯(lián)制備超級電池，超級電池2C壽命比商業(yè)電池提高約2倍。
　　在30%鉛修飾炭材料的基礎(chǔ)上，分別沉積鋇和鉍。結(jié)果表明，鋇和鉍的加入都會使30%鉛修飾炭材料的析氫速率有所增加。此外，鋇可以提高炭電極的循環(huán)穩(wěn)定性，而鉍可以提高炭電極放電容量。所以，認(rèn)為