球形氧化锌/石墨烯复合材料的制备及其对铅酸电池循环寿命的影响

发布时间：2021-02-06 16:44

　　采用水热法制备了球形氧化锌/石墨烯（S-ZnO/rGO）复合材料,首先采用水热法制备S-Zn O,再将氧化石墨（GO）和S-Zn O的混合水溶液在180℃下水热反应12 h,最终得到S-ZnO/rGO复合材料.以S-ZnO/rGO复合材料为铅酸蓄电池负极添加剂,探究了0.5%、1.0%、1.5%、2.0%这4种添加质量分数对铅酸电池电化学性能的影响.电化学测试结果表明:电池在高倍率部分荷电状态（HRPSoC）下的循环寿命随着复合材料添加质量分数的增加先增大后减小,其中掺入1.0%S-ZnO/rGO复合材料的电池在HRPSoC下循环性能最好,寿命可达19 158次,比普通铅酸蓄电池的寿命（7 210次）延长了165.7%.由此表明添加S-ZnO/rGO复合材料能够改善负极板的硫酸盐化现象,从而提高电池的循环稳定性. 

【文章来源】：华南师范大学学报(自然科学版). 2020,52(02)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

制备S-Zn O/r GO复合材料的示意图

对复合材料进行热重分析(图2)以获得S-ZnO/r GO复合材料中S-Zn O的质量分数．在TG曲线(图2)上观察到300℃之前质量减少缓慢，这是由于材料中含有少量水分(约3%)，在350～500℃的温度范围内，质量急剧下降，这可能是由r GO的氧化反应引起的．当升温至650℃后，样品质量几乎不变．由S-ZnO材料的TG曲线可知，在25～800℃的温度范围内材料的质量基本不变．因此由TG结果计算可得，S-ZnO在S-ZnO/r GO复合材料中的质量分数为41.59%,r GO的质量分数为55.41%.

由S-ZnO和S-ZnO/r GO复合材料的X-射线粉末衍射(XRD)谱(图3)可知，a谱2θ=31.7°、34.4°、36.2°、47.9°、56.5°和62.8°处的衍射峰分别对应于ZnO(100)、(002)、(101)、(102)、(110)及(103)晶面．参照标准图谱可知，衍射峰的位置与标准卡片(JCPDS 36-1451)相一致，表明样品为典型的六方晶系纤锌矿结构的ZnO[25]，图中衍射峰尖锐、强度较高，未出现杂质的衍射峰，证明制备的S-Zn O纯度较高且呈现出较好的晶型结构．从b谱中可以观察到ZnO的特征衍射峰以及在2θ角为20°～30°范围内出现石墨烯的特征衍射峰，这可以说明石墨烯和ZnO复合在一起，从复合材料的XRD谱图来看，Zn O的特征衍射峰具有较高的强度，表明石墨烯层间的Zn O呈现出很好的晶型结构．2.1.3 材料的形貌分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]三维结构化石墨烯及其复合材料[J]. 孙丰强,陈颖.  华南师范大学学报(自然科学版). 2016(05)



本文编号：3020770