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《鉛酸活性炭混合超級電容器的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要超級電容器因其具有高比功率、大電容和循環(huán)壽命長等特點(diǎn)，成為一種新型的儲能裝置，在移動通信、信息技術(shù)、消費(fèi)電子、電動汽車、航空航天和國防科技等領(lǐng)域具有重要和廣闊的應(yīng)用前景，在世界范圍內(nèi)引起了極大關(guān)注。目前超級電容器的研究主要集中在以下兩個方面:一、尋找更高比容量的材料，采用的方法包括改良己有材料的合成方法，拓展工作電位窗口，尋求新的超級電容器電極材料等。二、提高材料的能量輸出特性，即在最大限度內(nèi)提高材料的比功率。本文選定二氧化鉛和活性炭作為超級電容器的電極材料，結(jié)合多種電化學(xué)研究手段和材料研究測試方法，系統(tǒng)地研究了超級電容器的材料制備、電極制備及
2、其參數(shù)的優(yōu)化。這一研究體系具有比功率高，循環(huán)壽命長，造價低等優(yōu)點(diǎn)，對改進(jìn)和提高鉛酸電池性能具有實(shí)際參考價值。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出以下結(jié)論:1、在lmol/LHZS仇溶液中，采用循環(huán)伏安法將鉛工作電極在1.0-2.OV電壓范圍內(nèi)氧化得到的二氧化鉛電極放電性能優(yōu)于恒電流和恒電勢法制備的二氧化鉛電極，并且從掃描電鏡圖和X射線衍射測試結(jié)果得到了驗(yàn)證。2、通過考察掃描速率、硫酸濃度、反應(yīng)溫度、添加劑及其濃度對二氧化鉛電極放電性能的影響，得出了制備二氧化鉛電極的最佳工藝條件:反應(yīng)溫度400C,掃描速度IOmV/s,0.05mol/LKC104和Imol/LH2SO4
3、混合溶液，反應(yīng)時間3h,此時二氧化鉛電極的放電性能最好。3、活性炭電極組成的雙電層電容器在硫酸溶液中表現(xiàn)出良好的電容性能，活性炭電極具有良好的循環(huán)可逆性，電極的容量完全由雙電層電容提供。在影響活性炭電極比容量的各因素中，隨著電極中PVDF粘結(jié)劑含量的增加，活性炭比容量下降，采用5%的粘結(jié)劑效果最好;電極比容量隨著導(dǎo)電劑Super-P含童的增大而增大;厚度較薄的電極有利于獲得較大的比容量:隨著放電電流的增加，電極比容量呈逐漸下降趨勢.當(dāng)電極以活性炭:Super-P:PVDF=85:10:5的比例配置，以5uiA的電流放電時，活性炭電極最大比容量可達(dá)335
4、.04F/ga4、以二氧化鉛電極為正極，活性炭電極為負(fù)極，組裝成鉛腳活性炭混合超級電容器，并研究了其循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗等電化學(xué)特性。結(jié)果表明該混合電容器具有電容特性，電容器工作時，既有雙電層電容的貢獻(xiàn)，又包含摘要準(zhǔn)電容的作用，因而其活性物質(zhì)比容量高于活性炭雙電層電容器，最大值為119.58F/g.同時由于工作電位窗口的提高，活性物質(zhì)比能量高達(dá)73.24Wh/kg，高于相同條件下雙電層電容器活性物質(zhì)比能量。然而在整體性能方面，雙電層電容器優(yōu)于混合超級電容器。其原因是混合電容器大多數(shù)正極材料未被利用，從而導(dǎo)致電極中活性物質(zhì)所占比例小。采用正極二
5、氧化鉛薄膜，并作適當(dāng)?shù)恼?fù)極質(zhì)量匹配，將會進(jìn)一步提高混合電容器性能。關(guān)鍵詞:混合超級電容器;二氧化鉛:活性炭;硫酸Supercapacitorshavealreadybeenusedwide扮inmanyapplicationsbecauseoftheirexcellentproperties,suchashighspecificpower,largecapacitance,andlongcyclelife.Thepromisingareasofapplicationofsupercapacitorsincludemobiletelecommunica
6、tion,informationtechnology,consumerelectronics,electricvehicles,militaryandaviation及aerospace,supercapacitorresearchhas山awnmoreattentionthroughouttheworldinrecentyears.Currentstudiesonsupercapacitorsaremainlyfocusedonthefollowingtwoaspects:oneistheexplorationofsomeadvancedmateri
7、alswi山hi沙specificcapacitance,includingthemodificationofexistingsynthesismethods,andtheexpansionofelectrochemicalwindow,andthequestfornewelectrodematerials;也。。山eristoenhance也。powerproperty,山atis,toincreasethespecificpowerdensitywithinthemaximumlimit.Choosingleaddioxidesandactivat
8、edcarbonaspositiveandnegativeelectrodematerials
