制备石墨烯氧化物减少加载铅复合材料铅碳电池

07年6月2023年

石墨烯是一种新型的二维结构导电材料,它是由单层的碳原子及其基本结构单元是一个六元环结构,具有良好的化学稳定性。此外,石墨烯具有较高的比表面积,这不仅提供了一个大型的反应界面,而且提高了表面纳米材料的分散。石墨烯的高电导率有利于电化学反应中的电子电荷转移过程;石墨烯之间的绕组可以提供孔隙结构
有利于电解液的渗透和离子扩散,因此导电复合材料构建基于石墨烯作为负极添加剂可以显著提高电化学性能铅酸电池。

然而,由于石墨烯材料的低密度、碳浮动效果会发生当添加到-铅膏,这也将导致的松散结合铅和碳。此外,石墨烯材料的引入将加重负电极中氢进化的问题,使电解液失水和枯竭,所以它需要修改复合;同时,石墨烯材料很容易聚合和粘结,表面光滑,惰性,不利于与其他材料复合,所以它必须有效官能团。

技术特点:
本发明提供了制备方法的降低石墨烯氧化物支持铅复合材料铅碳电池。

氧化石墨烯分散是彻底与苯胺和醋酸铅溶液混合(与KOH碱溶液pH值调整),然后添加到反应釜热液反应(180℃);分离石墨烯/铅复合水凝胶的反应产物与无水乙醇和去离子水清洗;当时第一次浓缩——(60℃),然后冷冻干燥(真空,-60℃)来减少氧化石墨烯/铅复合气凝胶;减少去/铅复合气凝胶煅烧的保护下氩(450℃,2小时,升温速率的5℃/分钟),和减少铅复合得到的支持。

支持的应用程序方法获得RGO铅复合材料如下:使用复合材料作为负极添加剂,与铅混合粉、乙炔黑、硫酸钡、胡敏酸、木质素磺酸钠、短纤维、去离子水和稀硫酸和涂层网格,和铅酸电池的负极发生器板固化后得到。

降低石墨烯氧化物的发明是指插入石墨化学分散法首先,和含氧官能团改性表面形成石墨氧化或氧化石墨烯;然后强还原剂用于减少和消除表面的官能团被还原氧化石墨烯。石墨烯由这个方法有更多的表面缺陷,包含了更多的含氧官能团,容易修改的表面。此外,该方法可以实现大规模生产石墨烯,更适合工业应用比剥离石墨烯的物理方法。

减少氧化石墨烯/铅氧化物纳米复合材料准备的发明是均匀加载与氧化铅粒子之间减少了石墨烯薄片,和50300 nm之间的直径大小可控,和苯胺分子中的氨基和亚氨基的官能团能有效吸附铅离子通过静电作用和协调络合。此外,氮含量官能团具有还原性,可以氧化还原吸附铅离子具有强氧化特性,这增强了吸附铅离子的氧化石墨烯片的能力,增加复合材料的活性部位和丰富复合材料的性能特征。石墨烯是避免的集聚,实现均匀分散的石墨烯和铅化合物。和提高碳材料的密度,减少的现象流动混合过程中碳石墨烯和铅阳极材料,可以显著提高铅酸电池的充电接受能力和HRPSoC循环寿命;同时,石墨烯和氧化氮掺杂和复合铅进化可以有效提高氢超电势的添加剂,提高水损失lead-carbon电池的问题。

测试数据:
The 产生负电极发电机板和铅酸电池的正极板组装到一个水量充足 battery, 和循环寿命 highrate 部分指控的具体能力条件 (HRSoC) 测量和比较 (data Table 1 和 Figure 1 所示 ). The 结果表明 lead-carbon 电池的循环性能和具体的容量与传统 leadacid 相比显著提高电池 (blank 一对 ratio) 后石墨烯的引入添加剂通过常规 methods, 和 lead-carbon 电池添加剂由发明进一步完善了 HRPSoC 循环寿命和特定 capacity.

表1。比较性能测试的液体丰富led-acid电池

图2显示了氢的比较进化n它准备发电机板的性能。从图可以看出,空白不添加石墨烯材料的最高过电压比例氢进化,而常见的石墨烯材料添加按照常见的方法最低比例氢超电势进化,这是密不可分的影响碳材料本身具有低氢超电势进化。然而,在添加减少氧化石墨烯/铅添加剂由发明,负极板的进化氢超电势的比例大致是一样的空白对没有添加石墨烯,这证明这项发明可以有效地抑制氢进化和减缓水分流失有重要影响电池的失败。