用于汽车启停模式的铅炭储能器件的探索研究
随着全球范围内对汽车使用过程中的污染排放问题提出日趋严格的要求，提高汽车电气化程度改善内燃机运行效率从而达到节能减排效果的技术路线越来越得到汽车工业界的普遍认可。怠速启停装置是能够在城市拥堵交通状况下显著降低汽车能耗和排放的电气化装置。与传统启动、点火、照明蓄电池不同的是，怠速启停电池需要在高倍率部分荷电状态下工作，对铅酸电池提出了严峻挑战。为了满足启停工作模式，蓄电池必须得到进一步设计和提升。本工作建立在两种电极材料之上，一是来自天然稻壳的先进炭材料——凯禹稻壳基电容炭，二是电沉积制备的钛基多孔二氧化铅，在此基础上分别对铅炭电池、铅炭不对称超级电容器这两种铅炭储能器件在汽车启停应用模式下的相关问题进行了探索和研究，讨论了两种稻壳炭基铅炭储能器件在启停应用模式下的设计方法和实际应用潜力。 本工作的研究结论如下：（1）探究了凯禹稻壳基电容炭作为铅炭电池负极添加剂，在汽车启停模式下的有益电化学效果。凯禹稻壳基电容炭添加的铅炭电池负极，在汽车启停模式下的动态充电接受能力和循环耐久性都得到较大提升。（2）针对汽车启停模式，对稻壳炭基铅炭启停电池中正、负极的活性物质质量比进行重新设计，得到汽车启停模式下正、负极的最适活性物质质量比为1.11-1.23。处在该范围内的稻壳炭基铅炭启停电池，具有良好的启停性能。（3）开发了一种用于铅炭不对称超级电容器中正极二氧化铅电沉积制备方法，制得的二氧化铅具有丰富的孔隙结构，能提供较大的电化学活性面积，在比容量、比功率及循环耐久性上都有优异的性能。（4）开发了铅炭不对称超级电容器放大器件，进一步证实由（3）中所述制备方法得到的二氧化铅和凯禹稻壳基电容炭组成的不对称超级电容器，在充放电性能和循环耐久性上均有良好的表现，可以放大到实用规模，证明了其在汽车启停模式下具有良好的应用潜力。
汽车怠速启停;储能器件;稻壳基电容炭;充放电性能;循环耐久性
吉林大学
硕士
物理化学
林海波
2020
中文
U463.630.4
2020-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）