项目名称: 三维Ti基PbO2+nano-MxOy复合材料的设计制备、性能及储能机理研究

项目编号: No.51502117

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 丹媛媛

作者单位: 江苏科技大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 本项目针对超级铅酸电池比能量较低的问题,从提高正极PbO2的比容量,进而提高电池比能量的角度出发,拟采用复合共沉积方法将可提高PbO2比容量的三个途径(降低极板的重量、提高活性物质利用率及活性、降低其内阻)有机结合,选用三维多孔泡沫Ti为正极极板,并将具有良好电容性能的金属氧化物纳米粒子掺杂进入PbO2基质中,从而制备出高比容量、轻质3D-Ti/PbO2+MxOy复合材料。研究工作主要包括:通过研究复合共沉积条件,实现对复合材料的可控制备,从而构建完整的制备体系并探索其沉积机理;利用物理测试及电化学测试方法,研究复合材料的比容量、循环寿命及高倍率充放电性能,探讨该复合材料的充放电反应机理,初步建立充放电反应模型;利用该复合正极材料组装超级电池,研究该电池的比能量、高倍率充放电及循环寿命等性能,探讨其影响因素及机理。为设计高比能量、长寿命、大电流充放电的超级铅酸电池提供新思路。

中文关键词: 二氧化铅;纳米复合材料;三维多孔材料;储能

英文摘要: At present, the super lead-acid battery still has the problem of low specific energy. To solve the problem above, we intend to modify the anode of the battery. We will take the porous 3D-Ti as the substrate and embed the nano-particles into the PbO2 matrix to prepare 3D-Ti/PbO2+MxOy materials with light weight and high specific capacity by composite deposition method. The method includes three aspects: lightening the weight of the substrate, improving the utilization and activity of the active material, and reducing the internal resistance. The research work mainly includes the following aspects: the controllable preparation conditions for the composites will be determined by individually investigating the influencing preparation factors. The integrated preparation system will be constructed by investigating the controllable preparation of the composite. The deposition mechanism of the composite will be established by exploring the electro-deposition parameters. The specific capacity, large discharge current performance and cycle life of the composite will be determined by physical and electrochemical tests. The reaction model will be established on the basic data. Then, their influences for the specific capacity and stability of the composite materials will be investigated. Moreover, the charge-discharge reaction model will be established. We plan to adopt the composite materials as positive electrode in the super lead-acid battery. The specific energy, large discharge current performance and cycle life of the battery will be investigated. The influence factors, regularity and mechanism will also be investigated for energy density and power density of the super lead-acid battery. It would be to lay a foundation for designing the super lead-acid battery with high energy density, excellence large discharge current performance and long cycle life.

英文关键词: lead dioxide;nano composite material;three-dimentional porous structure;energy storage

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