鉛碳電池碳納米導電劑的研究.pdf

1、為了應對地球石油資源被過度消耗和保護環(huán)境，發(fā)展新能源汽車和清潔能源已經(jīng)成為全球各國研究熱點。在新能源汽車和儲能中，動力電池和儲能電池成為其發(fā)展瓶頸。近年來，由于鉛碳電池克服了傳統(tǒng)鉛酸電池在混合動力汽車、電動汽車和儲能應用方面的不足，保留了鉛酸電池安全性高、回收率高和價格低的優(yōu)點，使其出現(xiàn)在新能源汽車電池和儲能電池領域。碳材料對鉛碳電池的在高倍率部分荷電狀態(tài)下（HRPSoC）的循環(huán)性能、倍率以及充電接受能力等性能的影響很大，因此研究鉛碳電

2、池中碳材料種類和添加比例具有重要意義的。
　　本研究對不同碳材料進行了線性循環(huán)伏安測試，選出析氫過電位較高的活性炭應用于鉛碳電池中。討論了活性炭比例的不同對鉛碳電池性能的影響。與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，當活性炭添加量為1.0 wt％時，鉛碳電池在HRPSoC狀態(tài)下的循環(huán)壽命為6810，充電接受能力提高到8.7，負極活性物質(zhì)利用率為70.7%。這是因為活性炭形成的第二相能夠有效地分隔硫酸鉛晶體，增加了極板孔隙率，而小顆?；钚蕴壳度肓蛩徙U晶

3、體，甚至進入鉛骨架中，形成導電網(wǎng)絡，提高了導電性，抑制了硫酸鹽化。此外隨著活性炭含量的增加負極析氫越嚴重。將不同比例的石墨烯納米片應用于鉛碳電池中。石墨烯納米片作為一種準二維材料，其比表面積大、導電性好、柔性好且分散性好，可以均勻地分散到負極活性物質(zhì)中，提高了鉛炭電池的性能。當石墨烯納米片的含量為0.9 wt%時，與傳統(tǒng)鉛酸電池相比鉛炭電池在 HRPSoC狀態(tài)下的循環(huán)壽命從2826增加到10527，提高了370%，充電接受能力提高到8.

4、68，負極活性物質(zhì)利用率為63.7%。這是由于石墨烯納米片與鉛的結合性好，可以作為負極活性物質(zhì)的骨架建立一個三維的導電結構，促進電子的轉移，抑制了負極活性物質(zhì)的不可逆硫酸鹽化。通過化學沉積和熱處理法制備出了石墨烯納米片原位化學沉積鉛晶粒（GNs@Pb）復合物，GNs@Pb復合材料能夠?qū)崿F(xiàn)鉛晶粒均勻的分布在石墨烯納米片上，大小約為50~100nm，其析氫過電位相比石墨烯納米片都得到提高。將GNs@Pb復合材料加入到鉛碳電池中，在HRPSo