碳材料和聚苯胺對超級電池負(fù)極性能的影響.pdf

1、電動車能效高,環(huán)保清潔,有助于減緩能源危機(jī),降低環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等。電動車能否廣泛使用的關(guān)鍵因素在于動力電源。結(jié)合鉛酸電池和超級電容器的超級電池功率性能好,充電時間短,價格便宜,高倍率荷電態(tài)(HRPSoC)下循環(huán)壽命長,適合作為電動車的動力電源。
　　本文主要的工作內(nèi)容是在負(fù)極中加入不同比例的材料,研究對超級電池性能的影響,尤其是HRPSoC下的循環(huán)性能。添加材料具體包括電化學(xué)活性炭(EAC)、石墨粉(GP)、多壁碳納米管(MW

2、CNTs)、商業(yè)聚苯胺(CPANi)和通過微乳液法合成的聚苯胺(SPANi)及復(fù)合物(EAC/PANi、GP/PANi、MWCNTs/PANi)。通過 XRD、SEM、線性極化法、計時電流法、循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜等對添加材料和負(fù)極板進(jìn)行物性表征及電化學(xué)性能測試,采用2C充放電制度測試電池的循環(huán)性能。
　　在負(fù)極中加入0.5mass％EAC的電池可循環(huán)7100次,是商業(yè)負(fù)極板CNP的10倍。通過 SEM表征和電化學(xué)測試分析循環(huán)性

3、能提升的主要原因是 EAC粒徑小并具有較高的比電容,可均勻分散 NAM,緩沖大電流,抑制負(fù)極硫酸鹽化,提高 PbSO4轉(zhuǎn)化為活性鉛的效率。GP在負(fù)極中的最佳比例為1.5mass%,電池可循環(huán)12800次,是 CNP的18倍,主要是由于 GP導(dǎo)電性良好,可降低大電流時負(fù)極的電化學(xué)極化并抑制負(fù)極硫酸鹽化。MWCNTs在負(fù)極中的最佳含量是0.1mass%,電池可循環(huán)6300次,是CNP的9倍,MWCNT的作用與 EAC相近。
　　負(fù)極中

4、 CAPNi的最佳含量為1.5mass%,電池循環(huán)9645次,是 CNP的13倍。分析其原因主要是 CPANi粒徑較小,可以均勻分散NAM,提高其利用率;并且CPANi的疏松多孔,可以存儲電解液,利于電極反應(yīng)的進(jìn)行;CPANi具有較高的法拉第準(zhǔn)電容,可緩沖大電流,抑制 PbSO4鹽化。SAPNi的最佳比例為0.5mass%,電池循環(huán)4786次,約是CNP的7倍。為了進(jìn)一步研究聚苯胺材料的電容對超級電池性能的影響,在負(fù)極中加入10mass