碳材料结构及形貌对Pb-C电池性能的影响及其作用机理

【摘要】铅碳电池是将铅酸电池和超级电容器有效结合在一起的新型电池,即具有电池的高能量密度特点,又具有超级电容器的高功率、长循环寿命、快速充放电等特点。非常适用于储能系统、混合动力汽车、汽车启停系统等领域。但铅碳电池中的碳材料对电极性能影响的关键因素及其机理尚不明确。本研究通过研究碳材料结构及其对电化学性能的影响,优选出适用于铅碳电池的碳材料,并加以改性提高电池性能,开发出产品并实现市场化。论文主要进行了以下三个方面的研究：(1)通过微观结构表征,分析了片层石墨、活性炭、碳纤维、石墨烯的微观结构,考察碳结构对电极性能的影响,进行碳材料优选。通过微量元素分析,研究碳材料的杂质种类及含量,考察其对电极性能的影响。对优选碳材料进行改性以提高电极性能,并组装电池进行实证。(2)通过氮气吸/脱附的比表面积分析仪(BET)对改性材料以及负极活性物质的比表面积进行测定；采用压汞仪对负极活性物质的孔隙率和孔径分布进行表征；高倍率部分荷电状态(HRPSoC)循环测试及充放电测试,解析碳材料在铅碳电池所起的作用,提出碳材料在铅碳电池负极的作用机理。(3)组装铅碳电池,测试其在储能、能量回收、微混(启停)工况下的性能,进行市场化应用研究,验证优选碳材料组装成的铅碳电池在实际工况下的性能。
【作者】顾越峰；
【导师】李洲鹏；
【作者基本信息】浙江大学，化学工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】铅碳电池；碳材料；结构表征；性能测试；

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