石墨烯基碳材料在鉛碳電池中的應用研究.pdf

1、在能源緊張和環(huán)境危機的雙重壓力下,節(jié)約能源并且環(huán)境友好的混合動力車應運而生。鉛碳電池具有價格低廉,HRPSoC模式下循環(huán)性能好等優(yōu)點,是混合動力車車載電源的選擇之一。鉛碳電池負極板內混合的碳材料可以作為“緩沖器”,能夠抑制負極板硫酸鹽化。
　　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極中制備出電池,并對其性能進行了表征,結果表

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。實驗結果表明,摻入0.2％AGS-1材料的電池循環(huán)性能最好,達到12557次,將BGS直接混合入負極鉛膏中制備出的電池最高循環(huán)次數(shù)達到12194次。
　　鑒于石墨烯材料對鉛碳電池性能有著積極影響,在完成石墨烯單獨摻入鉛碳電池的基礎上,進行了石墨烯與活性炭或介孔碳復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。結果表明,以上兩種復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,并將其分解成各個電極