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α型和β型二氧化铅电化学性能的研究

崔聪颖  
【摘要】:二氧化铅是铅酸蓄电池的正极活性物质,具有析氧过电位高、耐腐蚀性能好的特点,同时这种材料又有很高的电催化活性,在环境污染物的电化学降解方面已展现出广阔的应用前景。二氧化铅有α型和β型两种晶型结构,其中α-PbO2电化学稳定性较高、导电性较差,而β-PbO2电化学活性较高、导电性略好,二者充当铅酸蓄电池的正极活性物质时表现出不同的电化学特性。在铅酸电池的充放电循环过程中,α-Pb02通常充当活性物质的骨架,β-PbO2则作为电极活性物质决定着正极的放电容量。另一方面,一定数量的α-PbO2会在充放电过程中转化成β-PbO2,在提升电池放电容量的同时,可能引起活性物质骨架的塌陷,降低活性物质的利用率。因此本文利用化学合成法分别制备了纯度较高的α-PbO2和β-PbO2,直接将其作为正极活性物质,分别研究了它们的电化学活性。为了准确地评估α-PbO2和β-PbO2的电化学性能,使用了惰性的铂网充当集流体,将PbO2粉末与导电剂和粘结剂按一定比例混合后直接压在铂网上,将其作为铅酸电池的正极,减少了其它因素的影响。在比较了两种晶型的PbO2的电化学性能的差别后,将α-PbO2和β-PbO2按不同比例混合,研究了两种PbO2的协同效应对电极充放电性能的提升作用。 同时利用EDTA功能化的石墨烯与二氧化铅复合在一起制作成PbO2/C复合电极,研究了它们的充放电特性,期待为研制铅酸超级电池探索出一条新途径。


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