泡沫碳基PbO 2 及PbO 2 /AC超级电容器性能研究
发布时间：2025-06-25 21:57
铅酸电池自1859年发明至今已有150多年的历史,是一种工艺成熟、应用广泛的电池技术,从富液电池发展到阀控密封电池,被广泛的应用于通信后备电源、动力电池和汽车启动等领域。但铅酸电池在高倍率部分荷电下(high rate parte state of charge,HRPSo C)的循环使用条件,受到严重的挑战,在HRPSOC循环使用过程中会造成负极不可逆硫酸化,从而影响其在混合动力汽车、风能、太阳能等新领域作为储能装置的利用。20世纪90年代,第三代铅酸电池-铅炭电池(包括超级电池)出现在人们的视野,并成为研究的热点。本论文中,通过大量资料的调研发现,以泡沫碳作为基底,通过脉冲电镀的方法制备二氧化铅薄膜并和活性炭(AC)组装成超级电容器,期望结合铅酸电池和传统超级电容器的优点,来实现其在混合动力汽车、电动汽车等领域的应用。本论文主要的研究内容为:1.通过材料表征手段对AC的一些物理性能进行初步的了解,接着研究其在不同基底和不同电解液中的电化学性能。通过循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等方法,研究了其作为超级电容器材料的一些电容特性,为后续的研究奠定一些理论基础。2.采用脉冲电镀的方法,...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 超级电容器的简介
1.2.1 传统电容器、超级电容器和电池的比较
1.2.2 超级电容器的性能及发展简介
1.2.3 超级电容器的主要应用市场
1.3 超级电容器的工作原理
1.3.1 双电层电容器的工作原理
1.3.2 法拉第赝电容器的工作原理
1.4 常用超级电容器材料
1.4.1 碳材料
1.4.2 金属氧化物
1.4.3 导电聚合物电极材料
1.4.4 复合电极材料
1.5 电镀方法简介
1.6 PbO2 电极的研究现状
1.6.1 合成方法
1.6.2 PbO2 电化学性性能的研究
1.7 论文研究的意义和内容
1.8 本论文的创新之处
第二章 实验用药品、方法原理
2.1 实验药品
2.2 实验仪器和设备
2.3 电镀液的配置及基底的处理
2.3.1 β-PbO2 酸性电镀液的配置
2.3.2 α-PbO2 碱性电镀液的配置
2.3.3 基底的处理
2.4 测试装置
2.5 电化学性能测试方法简介
2.5.1 循环伏安法
2.5.2 恒流充放电测试
2.5.3 交流阻抗测试
2.6 材料的表征手段
2.6.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.6.2 X射线衍射法(XRD)
2.6.3 比表面积测试(BET)
第三章 活性碳电化学性能研究
3.1 引言
3.2 活性炭电极的制备
3.3 活性炭的表征和性能
3.3.1 BET测试和SEM观测
3.3.2 泡沫镍基底上的电化学性能测试
3.3.3 泡沫碳基底的活性炭电化学性能测试
3.4 本章小结
第四章 PbO2 性能研究及PbO2/AC电化学性能研究
4.1 引言
4.2 二氧化铅电极的制备
4.2.1 商业二氧化铅电极的制备
4.2.2 脉冲电镀二氧化铅电极
4.2.3 制备 β-PbO2 薄膜电极实验装置
4.2.4 制备 α-PbO2 实验装置
4.3 电镀温度对二氧化铅薄膜的影响
4.3.1 SEM表征和XRD分析
4.3.2 循环伏安和交流阻抗谱测试
4.4 占空比对二氧化铅电极的影响
4.4.1 SEM表征和XRD分析
4.4.2 循环伏安和交流阻抗谱测试
4.5 晶体结构对二氧化铅电化学性能的影响
4.5.1 SEM表征和XRD分析
4.5.2 循环伏安和交流阻抗谱测试
4.6 电镀层和商业二氧化铅性能的探究
4.6.1 SEM表征和XRD分析
4.6.2 循环伏安和阻抗谱测试
4.7 PbO2/H2SO4/AC混合超级电容器
4.7.0 CV曲线
4.7.1 恒流充放电测试
4.7.2 电流大小对电容性能的影响
4.7.3 循环寿命测试
4.7.4 交流阻抗测试
4.8 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
本文编号：4052678
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 超级电容器的简介
1.2.1 传统电容器、超级电容器和电池的比较
1.2.2 超级电容器的性能及发展简介
1.2.3 超级电容器的主要应用市场
1.3 超级电容器的工作原理
1.3.1 双电层电容器的工作原理
1.3.2 法拉第赝电容器的工作原理
1.4 常用超级电容器材料
1.4.1 碳材料
1.4.2 金属氧化物
1.4.3 导电聚合物电极材料
1.4.4 复合电极材料
1.5 电镀方法简介
1.6 PbO2 电极的研究现状
1.6.1 合成方法
1.6.2 PbO2 电化学性性能的研究
1.7 论文研究的意义和内容
1.8 本论文的创新之处
第二章 实验用药品、方法原理
2.1 实验药品
2.2 实验仪器和设备
2.3 电镀液的配置及基底的处理
2.3.1 β-PbO2 酸性电镀液的配置
2.3.2 α-PbO2 碱性电镀液的配置
2.3.3 基底的处理
2.4 测试装置
2.5 电化学性能测试方法简介
2.5.1 循环伏安法
2.5.2 恒流充放电测试
2.5.3 交流阻抗测试
2.6 材料的表征手段
2.6.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.6.2 X射线衍射法(XRD)
2.6.3 比表面积测试(BET)
第三章 活性碳电化学性能研究
3.1 引言
3.2 活性炭电极的制备
3.3 活性炭的表征和性能
3.3.1 BET测试和SEM观测
3.3.2 泡沫镍基底上的电化学性能测试
3.3.3 泡沫碳基底的活性炭电化学性能测试
3.4 本章小结
第四章 PbO2 性能研究及PbO2/AC电化学性能研究
4.1 引言
4.2 二氧化铅电极的制备
4.2.1 商业二氧化铅电极的制备
4.2.2 脉冲电镀二氧化铅电极
4.2.3 制备 β-PbO2 薄膜电极实验装置
4.2.4 制备 α-PbO2 实验装置
4.3 电镀温度对二氧化铅薄膜的影响
4.3.1 SEM表征和XRD分析
4.3.2 循环伏安和交流阻抗谱测试
4.4 占空比对二氧化铅电极的影响
4.4.1 SEM表征和XRD分析
4.4.2 循环伏安和交流阻抗谱测试
4.5 晶体结构对二氧化铅电化学性能的影响
4.5.1 SEM表征和XRD分析
4.5.2 循环伏安和交流阻抗谱测试
4.6 电镀层和商业二氧化铅性能的探究
4.6.1 SEM表征和XRD分析
4.6.2 循环伏安和阻抗谱测试
4.7 PbO2/H2SO4/AC混合超级电容器
4.7.0 CV曲线
4.7.1 恒流充放电测试
4.7.2 电流大小对电容性能的影响
4.7.3 循环寿命测试
4.7.4 交流阻抗测试
4.8 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
本文编号：4052678
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/4052678.html
