本文關(guān)鍵詞：鉛酸電池鈦基正極板柵的研究

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【摘要】：鉛酸電池自發(fā)明以來(lái)已有100多年的歷史,隨著新的電池體系不斷出現(xiàn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)電池性能的要求越來(lái)越高。為了提升鉛酸電池比能量,很多研究者致力于找出可以替代鉛板柵的新型輕質(zhì)板柵。首先,本文選擇平板鈦和多孔鈦?zhàn)鳛殂U酸電池正極基體材料,采用恒流電沉積技術(shù)制備鈦基二氧化鉛電極(Ti/PbO2電極),通過(guò)循環(huán)伏安、恒流充放電測(cè)試評(píng)價(jià)兩種基體的Ti/PbO2電極電化學(xué)性能。以多孔鈦基體為研究對(duì)象,不同電流密度下制備3D-Ti/PbO2電極,研究電流密度對(duì)于電極性能(電極壽命)的影響。此外,本文研究了平板鈦、多孔鈦、鈦網(wǎng)三種鈦基體材料作為鉛酸電池正極板柵的可行性,發(fā)現(xiàn)鈦網(wǎng)的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)可有效解決鉛膏脫落問(wèn)題,更適用于制備涂膏式電極,并以市售鉛網(wǎng)作為對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn),Ti網(wǎng)/PAM(正極活性物質(zhì))電極具有較高的初始比容量,但是壽命很短。本文對(duì)于Ti網(wǎng)/PAM電極的失效機(jī)理進(jìn)行了初步的探索、研究。主要研究成果如下:(1)3D-Ti/PbO2電極比容量明顯高于2D-Ti/PbO2電極。(2)3D-Ti/PbO2電極的多孔結(jié)構(gòu)可有效增大電化學(xué)表面積。更大的電化學(xué)表面積是3D-Ti/PbO2電極具有較高比容量的主要原因。三維多孔鈦基體的多孔結(jié)構(gòu)可有效加快傳質(zhì)速度、增強(qiáng)電極可逆性、使充放電過(guò)程中具有更高的電荷量。(3)不同電流密度下制備的電極比容量雖然大小相接近,但是電極壽命有較大差別。(4)沉積電流密度對(duì)電極表面形貌有很大影響。隨著沉積電流密度的增加,PbO2晶體顆粒逐漸減小,在已有晶體上繼續(xù)沉積的小顆粒晶體數(shù)量增加。(5)通過(guò)XRD、CV、EIS測(cè)試考察了Ti網(wǎng)/SnO2-Sb_2O_5基體化成后及循環(huán)失敗后的相關(guān)電化學(xué)性質(zhì),證明電極充放電過(guò)程中,并沒(méi)有產(chǎn)生不導(dǎo)電的TiO2。(6)利用SEM、EIS測(cè)試、滴定實(shí)驗(yàn)證實(shí)Ti網(wǎng)/PAM電極失效原因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)軟化,鉛膏與基體失去電連接。固化過(guò)程中不能夠產(chǎn)生“腐蝕”層是導(dǎo)致Ti網(wǎng)/PAM電極壽命短的致命因素。
【關(guān)鍵詞】：鉛酸電池 正極 鈦基體 活性物質(zhì)脫落 壽命
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM912.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 前言11
• 1.2 鉛酸蓄電池概述11-18
• 1.2.1 鉛酸蓄電池發(fā)展歷史11-14
• 1.2.2 閥控式鉛酸電池簡(jiǎn)介14-16
• 1.2.3 鉛酸蓄電池正極板失效機(jī)理16-18
• 1.3 鉛酸電池板柵輕量化問(wèn)題18-24
• 1.3.1 問(wèn)題提出18-20
• 1.3.2 研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.3 鈦基板柵研究現(xiàn)狀和面臨的問(wèn)題21-23
• 1.3.4 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)23-24
• 1.4 本論文研究目的、內(nèi)容及創(chuàng)新性24-26
• 1.4.1 研究目的及意義24-25
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容25
• 1.4.3 論文創(chuàng)新性25-26
• 參考文獻(xiàn)26-31
• 第二章 分析檢測(cè)方法31-35
• 2.1 物理表征技術(shù)31
• 2.2 化學(xué)測(cè)試方法31-33
• 2.3 電化學(xué)測(cè)試方法33-34
• 參考文獻(xiàn)34-35
• 第三章 Ti/SnO_2-Sb_2O_5/PbO_2電極制備及其性能研究35-58
• 3.1 引言35-36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-38
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器36-37
• 3.2.2 電極制備37-38
• 3.2.3 物理表征38
• 3.2.4 電化學(xué)表征38
• 3.3 結(jié)果與討論38-53
• 3.3.1 不同鈦基體材料對(duì)Ti/PbO_2電極電化學(xué)性能的影響38-44
• 3.3.2 制備條件對(duì) 3D-Ti/PbO_2電極的電化學(xué)性能的影響44-53
• 3.4 本章小結(jié)53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 第四章 Ti網(wǎng)/SnO_2-Sb_2O_5/PAM電極制備及電極失效機(jī)理研究58-74
• 4.1 引言58-59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分59-64
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器59-61
• 4.2.2 電極制備61-63
• 4.2.3 物理表征63
• 4.2.4 化學(xué)、電化學(xué)測(cè)試63-64
• 4.3 結(jié)果與討論64-72
• 4.3.1 Ti網(wǎng)/PAM電極制備及其電化學(xué)性能測(cè)試64-65
• 4.3.2 Ti網(wǎng)/PAM電極失效機(jī)理研究65-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 參考文獻(xiàn)73-74
• 第五章 結(jié)論與建議74-76
• 5.1 結(jié)論74-75
• 5.2 建議75-76
• 作者簡(jiǎn)介及科研成果76-77
• 作者簡(jiǎn)介76
• 科研成果76-77
• 致謝77

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