鉛酸電池自1859年發(fā)明至今已有150多年的歷史,是一種工藝成熟、應(yīng)用廣泛的電池技術(shù),從富液電池發(fā)展到閥控密封電池,被廣泛的應(yīng)用于通信后備電源、動(dòng)力電池和汽車啟動(dòng)等領(lǐng)域。但鉛酸電池在高倍率部分荷電下(high rate parte state of charge,HRPSo C)的循環(huán)使用條件,受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn),在HRPSOC循環(huán)使用過程中會(huì)造成負(fù)極不可逆硫酸化,從而影響其在混合動(dòng)力汽車、風(fēng)能、太陽能等新領(lǐng)域作為儲(chǔ)能裝置的利用。20世紀(jì)90年代,第三代鉛酸電池-鉛炭電池(包括超級(jí)電池)出現(xiàn)在人們的視野,并成為研究的熱點(diǎn)。本論文中,通過大量資料的調(diào)研發(fā)現(xiàn),以泡沫碳作為基底,通過脈沖電鍍的方法制備二氧化鉛薄膜并和活性炭(AC)組裝成超級(jí)電容器,期望結(jié)合鉛酸電池和傳統(tǒng)超級(jí)電容器的優(yōu)點(diǎn),來實(shí)現(xiàn)其在混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文主要的研究內(nèi)容為:1.通過材料表征手段對(duì)AC的一些物理性能進(jìn)行初步的了解,接著研究其在不同基底和不同電解液中的電化學(xué)性能。通過循環(huán)伏安、恒流充放電和電化學(xué)阻抗譜等方法,研究了其作為超級(jí)電容器材料的一些電容特性,為后續(xù)的研究奠定一些理論基礎(chǔ)。2.采用脈沖電鍍的方法,...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 超級(jí)電容器的簡介
        1.2.1 傳統(tǒng)電容器、超級(jí)電容器和電池的比較
        1.2.2 超級(jí)電容器的性能及發(fā)展簡介
        1.2.3 超級(jí)電容器的主要應(yīng)用市場
    1.3 超級(jí)電容器的工作原理
        1.3.1 雙電層電容器的工作原理
        1.3.2 法拉第贗電容器的工作原理
    1.4 常用超級(jí)電容器材料
        1.4.1 碳材料
        1.4.2 金屬氧化物
        1.4.3 導(dǎo)電聚合物電極材料
        1.4.4 復(fù)合電極材料
    1.5 電鍍方法簡介
    1.6 PbO₂ 電極的研究現(xiàn)狀
        1.6.1 合成方法
        1.6.2 PbO₂ 電化學(xué)性性能的研究
    1.7 論文研究的意義和內(nèi)容
    1.8 本論文的創(chuàng)新之處
第二章 實(shí)驗(yàn)用藥品、方法原理
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
    2.3 電鍍液的配置及基底的處理
        2.3.1 β-PbO₂ 酸性電鍍液的配置
        2.3.2 α-PbO₂ 堿性電鍍液的配置
        2.3.3 基底的處理
    2.4 測試裝置
    2.5 電化學(xué)性能測試方法簡介
        2.5.1 循環(huán)伏安法
        2.5.2 恒流充放電測試
        2.5.3 交流阻抗測試
    2.6 材料的表征手段
        2.6.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.6.2 X射線衍射法(XRD)
        2.6.3 比表面積測試(BET)
第三章 活性碳電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 活性炭電極的制備
    3.3 活性炭的表征和性能
        3.3.1 BET測試和SEM觀測
        3.3.2 泡沫鎳基底上的電化學(xué)性能測試
        3.3.3 泡沫碳基底的活性炭電化學(xué)性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 PbO₂ 性能研究及PbO₂/AC電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 二氧化鉛電極的制備
        4.2.1 商業(yè)二氧化鉛電極的制備
        4.2.2 脈沖電鍍二氧化鉛電極
        4.2.3 制備 β-PbO₂ 薄膜電極實(shí)驗(yàn)裝置
        4.2.4 制備 α-PbO₂ 實(shí)驗(yàn)裝置
    4.3 電鍍溫度對(duì)二氧化鉛薄膜的影響
        4.3.1 SEM表征和XRD分析
        4.3.2 循環(huán)伏安和交流阻抗譜測試
    4.4 占空比對(duì)二氧化鉛電極的影響
        4.4.1 SEM表征和XRD分析
        4.4.2 循環(huán)伏安和交流阻抗譜測試
    4.5 晶體結(jié)構(gòu)對(duì)二氧化鉛電化學(xué)性能的影響
        4.5.1 SEM表征和XRD分析
        4.5.2 循環(huán)伏安和交流阻抗譜測試
    4.6 電鍍層和商業(yè)二氧化鉛性能的探究
        4.6.1 SEM表征和XRD分析
        4.6.2 循環(huán)伏安和阻抗譜測試
    4.7 PbO₂/H₂SO₄/AC混合超級(jí)電容器
        4.7.0 CV曲線
        4.7.1 恒流充放電測試
        4.7.2 電流大小對(duì)電容性能的影響
        4.7.3 循環(huán)壽命測試
        4.7.4 交流阻抗測試
    4.8 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：4052678