石墨烯水凝胶制备及在铅酸蓄电池阴极板中的应用

孟凡英+许艳霞+孙震

摘 要：使用Hummers法制备石墨烯，通过XRD和SEM表征材料的物相与微结构，将石墨烯制备的水凝胶与铅膏混合进行阴极涂布。通过循环伏安法、恒流充放电法研究了石墨烯铅复合材料的电化学性能，表明石墨烯铅复合物的充放电性能、循环性能均得到了改善。

关键词：石墨烯水凝胶；铅酸蓄电池；循环性能

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.18.096

1 引言

铅酸蓄电池在我国广泛应用于工业与民用领域如汽车起动电源、电动自行车电源等。铅酸蓄电池根据应用需要分為恒流放电和瞬间放电。

我国是世界上最大的铅酸蓄电池生产国，铅酸蓄电池因其生产成本低廉在工业和民用领域一直占据着巨大的市场份额。但是废旧铅酸蓄电池对环境有严重的污染作用，通过改善铅酸蓄电池的充放电性能和延长使用寿命可以降低再生铅的产生量。对于降低用户使用成本和环境改善均具有重要意义。

阴极材料一直是铅酸蓄电池的重点研究材料，铅酸蓄电池的阴极硫酸盐化是导致循环性能降低的主要原因，限制了铅酸蓄电池的使用寿命。

石墨烯是目前已知最好的导电材料，可以适应瞬间的大电流输入、输出。在其他种类的电池中已得到了广泛的研究与部分的应用。

常规情况下石墨烯与铅材料的混合很难均匀一致，不易形成高效的导电网络。本研究拟通过制备石墨烯复合铅水凝胶的方式改善石墨烯在铅酸蓄电池阴极中的附着性和分散性，从而改善铅酸蓄电池的充放电性能。……