铅炭电池负极的电化学行为及储能应用研究

发布时间：2024-02-05 18:03

　　铅炭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,是铅酸蓄电池领域最先进的技术,它不但有能量密度高的优点,而且还有超级电容器的特点,集超长循环寿命、高功率及良好的充电接受能力于一体。非常适用于各种储能系统,特别是部分荷电状态下循环使用。但铅炭电池中的炭材料对电池性能的影响和机理尚不明确。本文通过氮气吸/脱附的比表面积分析(BET)测量炭材料和负极铅膏的比表面积,用扫描电镜(SEM)观察炭材料和负极铅膏的微观形貌,用粒度测试仪测试炭材料的粒径分布,X射线衍射光谱仪(XRD)分析材料的晶体结构与物相成分。研究炭材料对负极微观结构和电化学性能的影响,分析炭材料在铅炭电池负极的电化学行为和作用机理,筛选出适用于铅炭电池的炭材料。通过各种试验进行性能对比,研发新产品并进行市场化。通过研究炭材料的微观结构,分析了活性炭、炭黑、碳纤维(CF)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(GN)的微观结构,对比了五类碳的结构给电极性能所带来的影响,从而优选出性能较好的炭材料,本文发现活性炭、炭黑和石墨烯都可以提高电池的充电接受能力,防止负极不可逆硫酸盐化,从而提高了在高倍率部分荷电状态下(HRPSOC)的循环...

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【部分图文】：

图1-1四类铅炭电池结构[19]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-图1-1四类铅炭电池结构[19]Figure1-1StructureofFourKindsofLead-CarbonBatteries（2）超级电池（内并型）超级电池又被称之为内并型铅炭电池[20-23]，它的负极是由两部分并联组成，一部分为电....

图1-2铅酸电池负极充放电反应式[19]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-池负极的海绵状铅失去电子变成Pb2+，并与电解液中的SO42结合生成PbSO4小晶体颗粒。在电池充电的过程中，PbSO4晶体颗粒离解成SO42和Pb2+，Pb2+在负极得到电子还原成海绵状铅。图1-2铅酸电池负极充放电反应式[19]Figure....

图1-3不同状态下负极板表面硫酸铅层情况[35]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-5-图1-3不同状态下负极板表面硫酸铅层情况[35]Figure1-3Distributionofleadsulfateinnegativeplateatdifferentstages负极活性材料的物化性能性质包括微观形貌、孔径分布、电容和电导率等....

图1-4削峰填谷模拟测试[44]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-7-制定的一套标准。该标准以实际、典型的并网应用场景为参照，提出科学可行的模拟测试评价方法。重点关注各种化学储能技术，在削峰填谷、能量时移、频率调整、负荷跟踪四大储能应用场景下的耐久性测试。该标准从储能系统层面考虑，适用于各类储能体系，各类储能电池....

本文编号：3895998