含铅硫酸环境活性炭电化学行为探究

赵瑞瑞，陈红雨

（1.华南师范大学化学与环境学院，广东广州 510006；2.广东高校储能与动力电池产学研结合示范基地，广东广州 510006；3.电化学储能材料与技术教育部工程研究中心，广东广州 510006）

在铅酸蓄电池中加入大比例的单一炭材料或几种炭材料的混合物，使电池内部形成炭/二氧化铅不对称超级电容器结构，使得电池在高能量密度的基础上获得高功率密度，能够在加速和刹车情况下快速提供和吸收电荷，是目前铅酸蓄电池研究的热点[1-2]。目前关于此类研究主要集中在不同类型炭材料作为负极活性物质添加剂对铅酸蓄电池充放电尤其是部分荷电状态高倍率充放电（HRPSoC）下电池性能影响。Fernández等[3]探讨了将不同类型石墨以及石墨和活性炭混合物加入铅酸蓄电池负极板活性物质中，电化学测试结果显示铅酸蓄电池在不同荷电状态下充电接受能力几乎接近200%，且循环性能也得到大幅提高。Calábek等[4]通过实验得出结论，能够提高铅酸蓄电池HRPSoC状态下循环寿命的除了活性炭之外，还有二氧化钛等，其认为寿命提高机理在于这些添加剂能够阻碍硫酸铅在负极活性物质孔洞中的形成。Chen等[5]研究了以泡沫炭做基底时，铅酸蓄电池HRPSoC性能，认为以泡沫炭做基底能够有效提高电池寿命，原因在于泡沫炭比表面高，且其具有三维的、互相交错的内部结构。另有研究主要探讨炭材料在铅酸蓄电池中作用机理，炭材料在铅酸蓄电池中作用很多[6-8]，主要有形成内置超级电容器结构，另有充当电子导体，在HRPSoC下参与充放电过程中的电化学反应，提高电池充电接受能力等。……