泡沫碳基pbo_2及pbo_2ac超级电容器性能研究

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1、SOOCHOWUNIVERSITY硕士学位论文论文题目泡沬碳基PbO,及PbCVAC超级电容器性能研究研究生姓名__________________孙雪梅指导教师姓名__________________高立军专业名称、_____________材料物理与化学研究方向___________电镀和超级电容器论文提交日期________________2015年5月苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体己

2、经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个体和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。论文作者签名：14考柄日期：X学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子

3、文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文□泡沫碳基PbO2及PbO2/AC超级电容器性能研究中文摘要泡沫碳基PbO2及PbO2/AC超级电容器性能研究中文摘要铅酸电池自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（highratepartestateofcharge,HRPS

4、oC）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

5、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，在泡沫碳基底上进行电沉积二氧化铅薄膜，并通过XRD和SEM对电沉积层进行结构和表面形貌的分析。研究发现，电镀液温度、占空比以及酸碱度都对二氧化铅电镀层有一定的影响，在保持占空比不变的情况下，60℃下得到的镀层晶粒较小,这是因为温度升高可以降低阴极的极化，促进形成粗晶的镀层；占空比对不同材料有不同的影响，二氧化铅镀层

6、晶粒的大小随关断时间延长而减小；而酸碱度则会影响晶型的形成，酸性条件下得到的为β（四方晶型）二氧化铅，碱性条件下得到的则是α（正交晶型）二氧化铅；商业二氧化铅通过传统制作电池的方法进行电极的制备，并和电沉积二氧化铅薄膜电极进行对比。通过循环伏安法和交流阻抗研究发现，在酸性镀液下温度为60℃、占空比为25%、电流I中文摘要泡沫碳基PbO2及PbO2/AC超级电容器性能研究密度为0.1A/cm2时得到的二氧化铅薄膜电化学性能最为优越。3.采用泡沫碳作为集流体，通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究了PbO2/H2S

7、O4/AC超级电容器的电化学性能。研究发现，在电流密度为200mA/g时电容为92F/g，当电流密度为800mA/g时电容仍有80F/g，在200mA/g电流密度下循环8000次，电容可保持85%，表现出较好的电化学性能。关键词：超级电容器；二氧化铅；活性炭；脉冲电镀作者：孙雪梅指导教师：高立军教授II泡沫碳基PbO2及PbO2/AC超级电容器性能研究ABSTRACTThePerformanceofPbO2andPbO2/ACsuper-capacitorABSTRACTLeadacidbatterieshavemo

8、rethan150yearsofhistorysinceitsinventionin1859.Thiswell-developedenergystoragetechnologyhasbeenattractedalotofinterestsincethevariousapplicationsinemergencyback-uppowersourc