碳添加劑對(duì)鉛酸電池負(fù)極性能影響的研究.pdf

1、鑒于資源緊張,環(huán)境污染嚴(yán)重,節(jié)能減排的混合動(dòng)力車越來(lái)越受到人們的關(guān)注和青睞。鉛酸電池工藝成熟,性能穩(wěn)定,價(jià)格低廉,負(fù)極加入碳材料能提高鉛酸電池在HRPSoC下的循環(huán)性能,成為混合動(dòng)力車儲(chǔ)能裝置的候選之一。
　　首先通過(guò)對(duì)碳材料的表征發(fā)現(xiàn),石墨高度有序,導(dǎo)電性最好;炭黑的比表面積最大;高性能碳添加劑孔容最大,具有很好的電容特性。測(cè)試三種碳材料對(duì)電池在HRPSoC下性能的影響,當(dāng)石墨含量為0.5mass％時(shí),電池壽命為3807次,略高

2、于商業(yè)化電池的壽命(3324次),含量繼續(xù)增加,電池壽命逐漸縮短;炭黑含量為1.0mass%時(shí),電池壽命為9094次,高性能碳添加劑含量為1.0mass%時(shí),電池壽命為8285次。此外高性能碳添加劑和炭黑能顯著提高電池的動(dòng)態(tài)充電接受能力,但是會(huì)加重負(fù)極的析氫。
　　然后在保持碳總量為1.0mass%的前提下,將三種碳材料進(jìn)行兩兩組合,測(cè)試其對(duì)電池在HRPSoC的循環(huán)壽命的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)石墨含量為0.3mass%,高性能碳添加劑

3、含量為0.7mass%時(shí),電池的循環(huán)壽命最長(zhǎng),為13991次,電池有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)充電接受能力但是析氫比較嚴(yán)重,使電池充電電壓過(guò)高。當(dāng)同時(shí)添加三種碳材料時(shí),電池的循環(huán)壽命最高為11435次。
　　利用金屬還原法,以次亞磷酸鈉為還原劑,向碳材料上沉積錫,以及同時(shí)沉積錫和鉛。測(cè)試結(jié)果表明,錫使負(fù)極的析氫速率降低,電池的循環(huán)壽命達(dá)16435次。而同時(shí)沉積錫和鉛時(shí),負(fù)極的析氫速率顯著降低,電池的循環(huán)壽命達(dá)28847次;電池的充電電壓較低,穩(wěn)定

4、在2.3V左右;電池的動(dòng)態(tài)充電接受能力很好。同時(shí)沉積錫和鉛的量分別為鉛粉的0.070mass%和0.072mass%。
　　最后對(duì)石墨/高性能碳添加劑復(fù)合碳材料的作用機(jī)理進(jìn)行了分析。本文認(rèn)為少量石墨能提高高性能碳添加劑的導(dǎo)電性,從而形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。而高性能碳添加劑本身巨大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)能為電化學(xué)反應(yīng)提供更多的反應(yīng)位點(diǎn)。電池放電時(shí),生成的硫酸鉛更容易沉積在碳材料上,避免硫酸鉛晶體粗大;電池充電時(shí),碳材料將電子傳遞給硫酸鉛,