鉛炭電池兼有鉛酸蓄電池和超級電容器的優(yōu)點,具有較好的低溫性能、大電流放電性能和循環(huán)性能。由于鉛炭電池在儲能和動力電源等領(lǐng)域能替代鉛酸蓄電池,很多企業(yè)和高校對鉛炭電池開展了研究,但離真正的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍有一段距離。本文對碳材料進行了篩選,對鉛炭負極板進行了初步的評價,選取最優(yōu)的碳材料添加到負極板中,制作成鉛炭電池,評價了鉛炭電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的可行性。通過化學沉淀法制備納米氧化鉛/碳復合材料和納米堿式碳酸鉛/碳復合材料,提高了生物質(zhì)炭的析氫過電位,將其作為添加劑,進一步提高了鉛炭電池的性能。同時,本文初步探索了碳材料在正極中的應(yīng)用。（1）鉛炭電池碳材料的選擇及應(yīng)用研究。對4種商品碳材料（生物質(zhì)炭、炭黑、納米碳管、石墨烯）進行了物化性質(zhì)測試,結(jié)果表明:生物質(zhì)炭的析氫過電位最高、比表面積最大、比電容最高。將4種碳材料以不同比例添加到負極板中,生物質(zhì)炭添加量為1.0 wt.%和0.5 wt.%這兩組配方容量最高。將生物質(zhì)炭0.5wt.%配方引入到合作公司生產(chǎn)線制作成12 V/140 Ah鉛炭電池,鉛炭電池比鉛酸蓄電池常溫容量高6.88%,-18℃低溫容量高8.47%,自放電（放置100天）為6.0... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鉛酸蓄電池概述
        1.2.1 鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史
        1.2.2 鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.3 負極添加劑
        1.2.4 正極添加劑
        1.2.5 鉛酸蓄電池的失效機理
    1.3 鉛炭電池概述
        1.3.1 超級電池的結(jié)構(gòu)和基本原理
        1.3.2 鉛炭電池的結(jié)構(gòu)和基本原理
        1.3.3 鉛炭電池的研究現(xiàn)狀
    1.4 選題意義和研究內(nèi)容
        1.4.1 選題意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗儀器與方法
    2.1 實驗試劑及儀器
    2.2 電極的制備及電池組裝
    2.3 材料的物理表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡形貌分析
        2.3.2 透射電子顯微鏡形貌分析
        2.3.3 粉末X射線衍射分析
        2.3.4 X射線光電子能譜分析
        2.3.5 四探針電阻率測試
        2.3.6 熱重分析
        2.3.7 BET比表面積測試
        2.3.8 紅外光譜分析
    2.4 電極的電化學性能測試
        2.4.1 線性掃描伏安法
        2.4.2 循環(huán)伏安法
    2.5 實驗室鉛炭電池的測試
        2.5.1 初始容量測試
        2.5.2 循環(huán)測試
        2.5.3 倍率測試
    2.6 鉛炭電池工業(yè)成品測試
        2.6.1 鉛炭電池初容量測試
        2.6.2 鉛炭電池-18℃低溫放電測試
        2.6.3 鉛炭電池自放電測試
第三章 碳材料在鉛炭電池負極板中的應(yīng)用研究
    3.1 引言
    3.2 碳材料的性能表征
        3.2.1 碳材料比表面積測試
        3.2.2 碳材料電阻率測試
        3.2.3 碳材料紅外測試
        3.2.4 碳材料XRD測試
        3.2.5 碳材料SEM測試
        3.2.6 碳材料的析氫測試
        3.2.7 碳材料的循環(huán)伏安測試
    3.3 碳材料在鉛炭電池中的應(yīng)用研究
        3.3.1 鉛炭電池初容量測試
        3.3.2 負板化成后的SEM測試
    3.4 生物質(zhì)炭在成品鉛炭電池中的應(yīng)用
        3.4.1 成品鉛炭電池初容量測試
        3.4.2 成品鉛炭電池-18℃放電測試
        3.4.3 成品鉛炭電池自放電率測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 生物質(zhì)炭的改性及在鉛炭電池中的應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 改性生物質(zhì)炭材料的制備
        4.2.1 納米氧化鉛/碳復合材料的制備
        4.2.2 納米堿式碳酸鉛/碳復合材料的制備
    4.3 改性生物質(zhì)炭材料的性能表征
        4.3.1 改性生物質(zhì)炭材料的XRD測試
        4.3.2 改性生物質(zhì)炭材料的TG測試
        4.3.3 改性碳材料的XPS測試
        4.3.4 改性碳材料的SEM測試
        4.3.5 改性碳材料的TEM測試
    4.4 改性碳材料的析氫測試
    4.5 改性碳材料在鉛炭電池中的應(yīng)用
    4.6 本章小結(jié)
第五章 碳材料在鉛炭電池正極板中的應(yīng)用研究
    5.1 引言
    5.2 碳材料的性能表征
        5.2.1 碳材料比表面積測試
        5.2.2 碳材料電阻率測試
        5.2.3 碳材料紅外測試
        5.2.4 碳材料SEM測試
        5.2.5 碳材料的析氧測試
    5.3 碳材料在鉛炭電池正極中的性能測試
        5.3.1 電池性能
        5.3.2 正極板化成后XRD測試
        5.3.3 正極板循環(huán)后SEM測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
    3 參與的科研項目及獲獎情況
    4 發(fā)明專利
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]層狀碳及層狀碳/硫酸鉛復合材料的制備與應(yīng)用[J]. 張淑凱,張浩,薛維華,程杰,張文峰,曹高萍,趙海雷,楊裕生.  電化學. 2015(03)
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[6]納米Pb（PbO）/活性炭的制備及其在H2SO4電解液中的電化學行為[J]. 高云芳,宋云龍,任冬雷,王艷平.  無機材料學報. 2013(12)
[7]超級鉛蓄電池研究進展[J]. 張浩,吳賢章,相佳媛,曹高萍,陳建.  電池工業(yè). 2012(03)
[8]環(huán)保型鉛炭超級電池的研究進展[J]. 劉勇剛,田新春,楊春平,梁逵.  電池. 2011(02)
[9]炭材料在鉛酸電池中的應(yīng)用[J]. 張浩,曹高萍,楊裕生.  電源技術(shù). 2010(07)
[10]超級電池——超級電容器一體型鉛酸蓄電池[J]. 陳梅.  電源技術(shù). 2010(05)

博士論文
[1]多孔炭在鉛炭電池負極中的作用機制研究[D]. 王樂瑩.北京科技大學 2017

碩士論文
[1]石墨烯基碳材料在鉛碳電池中的應(yīng)用研究[D]. 侯超.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3632719