鉛碳電池碳納米導(dǎo)電劑的研究.pdf

1、為了應(yīng)對(duì)地球石油資源被過(guò)度消耗和保護(hù)環(huán)境，發(fā)展新能源汽車(chē)和清潔能源已經(jīng)成為全球各國(guó)研究熱點(diǎn)。在新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能中，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池成為其發(fā)展瓶頸。近年來(lái)，由于鉛碳電池克服了傳統(tǒng)鉛酸電池在混合動(dòng)力汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能應(yīng)用方面的不足，保留了鉛酸電池安全性高、回收率高和價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，使其出現(xiàn)在新能源汽車(chē)電池和儲(chǔ)能電池領(lǐng)域。碳材料對(duì)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(lèi)和添加比例具有重要意義的。
　　本研究對(duì)不同碳材料進(jìn)行了線(xiàn)性循環(huán)伏安測(cè)試，選出析氫過(guò)電位較高的活性炭應(yīng)用于鉛碳電池中。討論了活性炭比例的不同對(duì)鉛碳電池性能的影響。與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，當(dāng)活性炭添加量為1.0 wt％時(shí)，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(fù)極活性物質(zhì)利用率為70.7%。這是因?yàn)榛钚蕴啃纬傻牡诙嗄軌蛴行У胤指袅蛩徙U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(jìn)入鉛骨架中，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高了導(dǎo)電性，抑制了硫酸鹽化。此外隨著活性炭含量的增加負(fù)極析氫越嚴(yán)重。將不同比例的石墨烯納米片應(yīng)用于鉛碳電池中。石墨烯納米片作為一種準(zhǔn)二維材料，其比表面積大、導(dǎo)電性好、柔性好且分散性好，可以均勻地分散到負(fù)極活性物質(zhì)中，提高了鉛炭電池的性能。當(dāng)石墨烯納米片的含量為0.9 wt%時(shí)，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(fù)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(jié)合性好，可以作為負(fù)極活性物質(zhì)的骨架建立一個(gè)三維的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移，抑制了負(fù)極活性物質(zhì)的不可逆硫酸鹽化。通過(guò)化學(xué)沉積和熱處理法制備出了石墨烯納米片原位化學(xué)沉積鉛晶粒（GNs@Pb）復(fù)合物，GNs@Pb復(fù)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(guò)電位相比石墨烯納米片都得到提高。將GNs@Pb復(fù)合材料加入到鉛碳電池中，在HRPSo