聚吡咯包覆导电炭黑/氧化铟复合材料的制备及其在铅酸电池中的应用

作     者：刘飞 陈远强 刘永川 陈素晶 张易宁 LIU Fei;CHEN Yuanqiang;LIU Yongchuan;CHEN Sujing;ZHANG Yining

作者机构：中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理院重点实验室福州350002 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2022年第39卷第12期

页      面：5747-5757页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：中科院STS区域重点项目(KFJ-STS-QYZD-2021-09-001) 福建省STS计划配套项目(2021T3036,2020T3004,2019T3017,2020T3030) 福建省引导性项目(2020H0040) 泉州市科技项目(2020G17) 

主　　题：聚吡咯包覆导电炭黑/氧化铟复合材料 硫酸盐化 析氢 高倍率部分荷电状态 铅酸电池 

摘      要：为了改善铅酸电池负极不可逆硫酸盐化及析氢问题,通过原位化学聚合的方法制备导电炭黑/氧化铟表面包覆聚吡咯[PPy@(C/In_(2)O_(3))]复合材料,采用SEM、FTIR、BET和XRD等表征手段分别对复合材料的微观形貌和结构进行分析;通过循环伏安法(CV)和线性扫描法(LSV)测试了复合材料的电化学性能。最后,将PPy@(C/In_(2)O_(3))复合材料添加到铅酸电池负极活性材料中,探究PPy@(C/In_(2)O_(3))对铅酸电池高倍率部分荷电状态(HRPSoC)循环寿命及放电容量的影响。结果表明:PPy@(C/In_(2)O_(3))保留了导电炭黑的基本结构特征,具有较大比表面积;同时具有较高析氢过电位及较大比容量。当将PPy@(C/In_(2)O_(3))复合材料添加到铅酸电池负极活性材料中,不仅可以降低负极板内阻抑制电池的负极硫酸盐化问题,而且可以减弱电池负极析氢问题,在提高铅酸电池放电容量同时,显著提高了铅酸电池高倍率部分荷电状态循环寿命。最终,含有PPy@(C/In_(2)O_(3))的负极板的铅酸电池显示出了优异的HRPSoC循环寿命,较空白组电池循环寿命提高了1.78倍。