本课题中,采用化学沉积法在多孔碳材料,如活性炭的表面上沉积以Pb为代表的高析氢过电位元素的氧化物或其盐类,制备用于超级铅酸电池的碳基超级电容复合电极材料。利用Pb-Bi铅酸电池板栅作为集流体制备电极。研究结果表明,修饰后的碳基复合电极材料的氢气析出电势约为-1.35V,接近铅酸电池负极的约-1.40V。不同电势下的氢气析出速率明显低于活性炭电极,接近铅酸负极。采用修饰后活性炭材料制备的超级电池,在高倍率部分充电态(HRPSoC)条件下,循环寿命比铅酸电池有了明显提高。主要的结论如下:采用PbSO4等盐类对活性炭材料进行修饰,活化后可以制得析氢过电势提高的复合材料;采用PbSO4修饰制备复合材料,充电时析氢电势达到-1.31V,放电起始工作电势为-0.96V,接近铅负极的-0.99V。其工作电势范围已经与铅酸负极匹配;在充分充电的情况下,复合材料的氢气析出速率明显降低到接近铅酸负极的水平;铅负极中少量添加多孔碳材料可以明显提高铅酸电池寿命;添加了1.0%经Pb、Ca联合修饰活性炭的超级电池的循环寿命达到了约16000次;XRD和SEM测试结果表明,该性活性炭的添加,可以抑制铅负极在充放电循环时生成的硫酸铅结晶颗粒变大的速度,进而改善电池在高倍率条件下的使用寿命。 2100433B