球形氧化鋅/石墨烯復(fù)合材料的制備及其對(duì)鉛酸電池循環(huán)壽命的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-02-06 16:44
采用水熱法制備了球形氧化鋅/石墨烯(S-ZnO/rGO)復(fù)合材料,首先采用水熱法制備S-Zn O,再將氧化石墨(GO)和S-Zn O的混合水溶液在180℃下水熱反應(yīng)12 h,最終得到S-ZnO/rGO復(fù)合材料.以S-ZnO/rGO復(fù)合材料為鉛酸蓄電池負(fù)極添加劑,探究了0.5%、1.0%、1.5%、2.0%這4種添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鉛酸電池電化學(xué)性能的影響.電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明:電池在高倍率部分荷電狀態(tài)(HRPSoC)下的循環(huán)壽命隨著復(fù)合材料添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加先增大后減小,其中摻入1.0%S-ZnO/rGO復(fù)合材料的電池在HRPSoC下循環(huán)性能最好,壽命可達(dá)19 158次,比普通鉛酸蓄電池的壽命(7 210次)延長了165.7%.由此表明添加S-ZnO/rGO復(fù)合材料能夠改善負(fù)極板的硫酸鹽化現(xiàn)象,從而提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性.
【文章來源】:華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,52(02)北大核心
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
制備S-Zn O/r GO復(fù)合材料的示意圖
對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行熱重分析(圖2)以獲得S-ZnO/r GO復(fù)合材料中S-Zn O的質(zhì)量分?jǐn)?shù).在TG曲線(圖2)上觀察到300℃之前質(zhì)量減少緩慢,這是由于材料中含有少量水分(約3%),在350~500℃的溫度范圍內(nèi),質(zhì)量急劇下降,這可能是由r GO的氧化反應(yīng)引起的.當(dāng)升溫至650℃后,樣品質(zhì)量幾乎不變.由S-ZnO材料的TG曲線可知,在25~800℃的溫度范圍內(nèi)材料的質(zhì)量基本不變.因此由TG結(jié)果計(jì)算可得,S-ZnO在S-ZnO/r GO復(fù)合材料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41.59%,r GO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55.41%.
由S-ZnO和S-ZnO/r GO復(fù)合材料的X-射線粉末衍射(XRD)譜(圖3)可知,a譜2θ=31.7°、34.4°、36.2°、47.9°、56.5°和62.8°處的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于ZnO(100)、(002)、(101)、(102)、(110)及(103)晶面.參照標(biāo)準(zhǔn)圖譜可知,衍射峰的位置與標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS 36-1451)相一致,表明樣品為典型的六方晶系纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO[25],圖中衍射峰尖銳、強(qiáng)度較高,未出現(xiàn)雜質(zhì)的衍射峰,證明制備的S-Zn O純度較高且呈現(xiàn)出較好的晶型結(jié)構(gòu).從b譜中可以觀察到ZnO的特征衍射峰以及在2θ角為20°~30°范圍內(nèi)出現(xiàn)石墨烯的特征衍射峰,這可以說明石墨烯和ZnO復(fù)合在一起,從復(fù)合材料的XRD譜圖來看,Zn O的特征衍射峰具有較高的強(qiáng)度,表明石墨烯層間的Zn O呈現(xiàn)出很好的晶型結(jié)構(gòu).2.1.3 材料的形貌分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三維結(jié)構(gòu)化石墨烯及其復(fù)合材料[J]. 孫豐強(qiáng),陳穎. 華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
本文編號(hào):3020770
【文章來源】:華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,52(02)北大核心
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
制備S-Zn O/r GO復(fù)合材料的示意圖
對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行熱重分析(圖2)以獲得S-ZnO/r GO復(fù)合材料中S-Zn O的質(zhì)量分?jǐn)?shù).在TG曲線(圖2)上觀察到300℃之前質(zhì)量減少緩慢,這是由于材料中含有少量水分(約3%),在350~500℃的溫度范圍內(nèi),質(zhì)量急劇下降,這可能是由r GO的氧化反應(yīng)引起的.當(dāng)升溫至650℃后,樣品質(zhì)量幾乎不變.由S-ZnO材料的TG曲線可知,在25~800℃的溫度范圍內(nèi)材料的質(zhì)量基本不變.因此由TG結(jié)果計(jì)算可得,S-ZnO在S-ZnO/r GO復(fù)合材料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41.59%,r GO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55.41%.
由S-ZnO和S-ZnO/r GO復(fù)合材料的X-射線粉末衍射(XRD)譜(圖3)可知,a譜2θ=31.7°、34.4°、36.2°、47.9°、56.5°和62.8°處的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于ZnO(100)、(002)、(101)、(102)、(110)及(103)晶面.參照標(biāo)準(zhǔn)圖譜可知,衍射峰的位置與標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS 36-1451)相一致,表明樣品為典型的六方晶系纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO[25],圖中衍射峰尖銳、強(qiáng)度較高,未出現(xiàn)雜質(zhì)的衍射峰,證明制備的S-Zn O純度較高且呈現(xiàn)出較好的晶型結(jié)構(gòu).從b譜中可以觀察到ZnO的特征衍射峰以及在2θ角為20°~30°范圍內(nèi)出現(xiàn)石墨烯的特征衍射峰,這可以說明石墨烯和ZnO復(fù)合在一起,從復(fù)合材料的XRD譜圖來看,Zn O的特征衍射峰具有較高的強(qiáng)度,表明石墨烯層間的Zn O呈現(xiàn)出很好的晶型結(jié)構(gòu).2.1.3 材料的形貌分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三維結(jié)構(gòu)化石墨烯及其復(fù)合材料[J]. 孫豐強(qiáng),陳穎. 華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
本文編號(hào):3020770
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