探析多孔电极特性与电池容量的关系

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1、西北大学硕士学位论文多孔电极特性与电池容量的关系姓名：李要民申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：卢荣20090401摘要通过对锂电池碳电极，超电容活性炭纤维电极结构的测试与分析，归纳制备工艺对电极结构性能影响因素，进而找出提高电池容量的技术途径。在77K的温度条件下，通过电极材料对氮气的物理吸附，测出电极材料的吸附等温线数据，应用传统的物理吸附理论推算出电极内部孔体积大小、孔径分布及比表面积等参数；利用电子扫描电镜(SEM)对多孔电极表面形貌及其反应后的变化情况进行分析；通过设计试验电池及放电测试判定电池的容量及功率输出性能。结果表明：锂电池碳电极吸附行为是典型的第Ⅳ类吸附特征，电极内

2、部孔以直径大于20A的中孔分布为主，并有一定量的微孔和大孔存在；超电容电极的吸附行为是典型的第1类吸附特征，电极内部以直径小于20A的微孔分布为主，并有少量的中孔参与了吸附过程。电极小孑L径主导分布有利于电池小电流、长时间的容量输出，大孔径主导分布适合于电池功率型容量输出。分析认为：材料各成份的比例关系，工艺过程的参数选择等因素是影响电极结构的关键，进而决定电池的容量输出。为提高电池的容量输出，需要在电极制备工艺中，降低电极粘结剂的比例，改进工艺过程的温度条件，选择对电极结构影响不大的电极催化剂。关键词多孔电极，碳电极，孔分布，锂电池，超电容ABSTRACTThroughtestingand

3、analyzingtheinternalstructureofthecarbonelectrodesforlithiumbatteriesandsuper—capaitorACFElectrode．wesummarizedthekeyfactoraffectingelectrodestructuralpropertiesinelectrodepreparation?andthenfoundoutthetechnicalmeanstoincreasethecapacityofelectrodepreparation．Atthetemperatureof77K，wemeasuredtheelec

4、trodematerialadsorptionisothermthroughthephysicalabsorptionofnitrogen，formelectrodematerial，calculatedparametersincludingtheintemalholesize，aperturedistribution，surfacearea，etc．ofelectrode；analyzedexternalappearancepropertyandadditivedistributionofporouselectrodewithelectronicscannongelectronmicros

5、copy(SEM)；determinedthecapacityoftheelectrodesandpoweroutputperformancethroughelectrodedischargetest．Theresultshowedthat：carbonelectodeoflithiumbatteriesadsorptionisothermistypicalIVadsorptionisothemcharacteristic．Theremainlyaremesoporeswithadiameteris20Aintheinternalelectrode，andthereisalsoacertai

6、namountofmicro—poresandmacroporousexisting．Adsorptionisotherm．whoseinternalismainlymesoporouswithdiameterlessthan20Acompanywithafewsmallholes．Allofthemparticipatethephysicaladsorptionprocess．Analysis：Thekeyfactorsaffectingtheelectrodestructuredecidecharacteristicofthecapacityofbatteryoutput．Thereke

7、yfactorsincludesingredientsratioinelectrodematerials，temperatureparametersoftechnicslprocess，choiceoftechnicalparametersintherollingprocess，distributionoftheelectrodeactivator，etc．Anditisareliablewaytoincre