石墨烯基碳材料在鉛碳電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、在能源緊張和環(huán)境危機(jī)的雙重壓力下,節(jié)約能源并且環(huán)境友好的混合動力車應(yīng)運(yùn)而生。鉛碳電池具有價(jià)格低廉,HRPSoC模式下循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn),是混合動力車車載電源的選擇之一。鉛碳電池負(fù)極板內(nèi)混合的碳材料可以作為“緩沖器”,能夠抑制負(fù)極板硫酸鹽化。
　　本文首先探討了六種石墨烯材料的摻入對鉛碳電池性能的影響。不同反應(yīng)條件下制備出的膨化石墨烯(AGS)及石墨烯納米片(BGS)以不同的比例和方式摻入負(fù)極中制備出電池,并對其性能進(jìn)行了表征,結(jié)果表

2、明這六種石墨烯材料對電池性能均有積極的影響,但影響程度有所不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,摻入0.2％AGS-1材料的電池循環(huán)性能最好,達(dá)到12557次,將BGS直接混合入負(fù)極鉛膏中制備出的電池最高循環(huán)次數(shù)達(dá)到12194次。
　　鑒于石墨烯材料對鉛碳電池性能有著積極影響,在完成石墨烯單獨(dú)摻入鉛碳電池的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了石墨烯與活性炭或介孔碳復(fù)配后添加入鉛碳電池的研究,其中包括石墨烯和活性炭混合添加,以及石墨烯包覆活性炭(AC@GNS)和石墨烯包覆

3、介孔碳(CMK-3@GNS)的添加。結(jié)果表明,以上兩種復(fù)配方式制作出的電池循環(huán)性能及充電接受能力與普通鉛酸電池相比均有所提高,其中0.2%的AC-1和0.2%的AGS-4混合摻入的電池循環(huán)次數(shù)達(dá)到6230次,含量為0.5%的CMK-3@GNS電池循環(huán)了5986次,摻入0.5%的AC@GNS電池循環(huán)了7360次。
　　考察了有效碳添加劑和無效碳添加劑鉛碳電池負(fù)極的單電極電勢和阻抗行為隨HRPSoC循環(huán)的演變過程,并將其分解成各個(gè)電極