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MnO_(2)@稻壳炭在胶体铅炭电池中的应用研究
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作者 刘一杰 霍心广 +1 位作者 王佳兴 熊源泉 《电源技术》 北大核心 2025年第6期1217-1226,共10页
目前,传统胶体铅酸电池较低的能量密度和负极表面的不可逆硫酸盐化严重限制其发展。MnO_(2)@稻壳炭(RHAC)能够加快电化学反应中的离子传输速度,并为Pb与PbSO4之间的转化提供额外的反应场所。MnO_(2)@RHAC具有空间位阻作用更强的独特三... 目前,传统胶体铅酸电池较低的能量密度和负极表面的不可逆硫酸盐化严重限制其发展。MnO_(2)@稻壳炭(RHAC)能够加快电化学反应中的离子传输速度,并为Pb与PbSO4之间的转化提供额外的反应场所。MnO_(2)@RHAC具有空间位阻作用更强的独特三维结构,可作为异质材料有效抑制硫酸盐化。将MnO_(2)@RHAC加入到负极活性物质中,实现了胶体铅炭电池良好的电气性能。实验结果表明,MnO_(2)@RHAC的加入可使电池的容量得到有效提升;在高倍率部分荷电状态下,循环寿命相较于对照组提升了6.43倍,达到了20520次循环。 展开更多
关键词 胶体铅炭电池 二氧化锰 稻壳炭 高倍率部分荷电状态
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N、P/RC@Pb复合材料在铅碳电池负极中的应用
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作者 谢发之 张梦 +5 位作者 张道德 杨少华 宋恒帅 马钰佳 方亮 邵永刚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期1-9,共9页
为改善铅碳混合不均和负极析氢的问题,以D418大孔螯合磷酸树脂为碳源,制备出与Pb复合的N、P掺杂碳材料(N、P/RC@Pb)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料进行表征,对添加N、P/RC@Pb复合材料的负极板和铅碳电池进行了研... 为改善铅碳混合不均和负极析氢的问题,以D418大孔螯合磷酸树脂为碳源,制备出与Pb复合的N、P掺杂碳材料(N、P/RC@Pb)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料进行表征,对添加N、P/RC@Pb复合材料的负极板和铅碳电池进行了研究。结果表明:Pb均匀分布在树脂碳表面,以Pb复合物的形式与树脂碳紧密结合。线性伏安(LSV)测试表明:N、P/RC@Pb的添加能有效抑制析氢反应(HER),在-0.46 V下1%N、P/RC@Pb电极板拥有最小的析氢电流(-0.087 A/cm^(2)),更接近空白组(-0.053 A/cm^(2))。在电池循环测试中,添加1%N、P/RC@Pb的模拟电池的循环寿命为1834次,而空白电池循环寿命为837次。在容量测试中,含量为1%的N、P/RC@Pb的电池容量为241.0 mAh,较空白电池(157.8 mAh)提升了53%。N、P/RC@Pb复合材料制备方法简单,价格低廉,改善了铅碳混合不均问题,有效抑制了碳上的析氢反应,在铅碳电池中具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 高倍率部分充电状态(HRPSoC) 铅碳电池 多孔碳材料 析氢反应(HER)
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不同荷电状态下的锂离子电池大倍率脉冲充电特性
3
作者 龙鑫林 武杨洋 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期210-218,共9页
为了进一步扩展锂电池的应用范围,以电磁发射场景中高功率能量回收为背景,研究了锂离子电池在不同荷电状态的大倍率脉冲充电特性。以准二维电化学模型为基础,通过优化扩散系数,建立了高功率锂电池大倍率脉冲充电模型,并利用该模型分析... 为了进一步扩展锂电池的应用范围,以电磁发射场景中高功率能量回收为背景,研究了锂离子电池在不同荷电状态的大倍率脉冲充电特性。以准二维电化学模型为基础,通过优化扩散系数,建立了高功率锂电池大倍率脉冲充电模型,并利用该模型分析了锂电池在不同荷电状态下大倍率脉冲充电的镀锂过电位变化情况。通过对锂电池开展循环实验和事后分析,研究了锂电池在不同荷电状态下大倍率脉冲充电的老化行为和老化机理,该老化机理与仿真分析所得结果一致。以上研究结果不仅可以为锂电池在高功率能量回收场景中的应用提供参考,还可为快充型锂电池的优化提供参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 准二维模型 大倍率脉冲充电 荷电状态 事后分析
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脉冲大倍率放电条件下磷酸铁锂电池荷电状态估计 被引量:35
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作者 张振宇 汪光森 +1 位作者 聂世雄 邢鹏翔 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1769-1779,共11页
以磷酸铁锂电池为研究对象,针对电池在脉冲大倍率放电条件下,模型参数变化较大、荷电状态(SOC)难以准确估计的问题,以电池的二阶RC等效电路模型为基础,通过递推最小二乘算法动态辨识模型的参数,建立电池的时变参数模型。再通过时变参数... 以磷酸铁锂电池为研究对象,针对电池在脉冲大倍率放电条件下,模型参数变化较大、荷电状态(SOC)难以准确估计的问题,以电池的二阶RC等效电路模型为基础,通过递推最小二乘算法动态辨识模型的参数,建立电池的时变参数模型。再通过时变参数模型建立电池的状态方程和观测方程,并应用二次方根容积卡尔曼算法实现电池的SOC估计。这种SOC估算方式能够适应模型的参数改变,且具有对初值误差的修正能力。经实验验证,在脉冲大倍率放电工况下,所建的时变参数模型可以准确模拟电池端电压的变化,所采用的SOC估算策略,在初值存在较大误差的条件下,依然能够准确估算出电池的SOC。 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 荷电状态 脉冲大倍率 递推最小二乘 二次方根容积卡尔曼
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LiFe_(1-x)Ni_xPO_4复合正极材料的制备及性能研究 被引量:3
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作者 黄峰 刘芸 +2 位作者 魏猛 陈伟 宋新莉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期27-31,共5页
采用两步固相原位烧结掺杂法制备了一系列镍掺杂的锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.03、0.05、0.07、0.10、0.15)。Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参数,细化了晶粒。充放电实验研究表明,低放电倍率(0.1C)时,LiFe0.95Ni0.05PO... 采用两步固相原位烧结掺杂法制备了一系列镍掺杂的锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.03、0.05、0.07、0.10、0.15)。Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参数,细化了晶粒。充放电实验研究表明,低放电倍率(0.1C)时,LiFe0.95Ni0.05PO4的首次放电容量最大,为155mAh/g,较LiFePO4增加了22.8%;0.5C时,其容量为132mAh/g,较LiFePO4增加了14.7%;放电倍率增加为1C时,其容量也能达到122mAh/g,较LiFePO4增加了16.1%。适量掺杂Ni可提高LiFePO4的充放电比容量,改善其高倍率充放电性能。 展开更多
关键词 LIFEPO4 镍离子掺杂 固相反应 高倍率充放电性能
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国外混合动力车用VRLA电池的研发进展(1) 被引量:6
6
作者 华寿南 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期29-31,共3页
介绍了适用于混合动力车(HEV)的阀控式铅酸(VRLA)电池的国外研发情况。如Hawker两头双极柱卷绕式VRLA电池、Exide卷绕式VRLA电池、Exide和Fiamm的平板式VRLA电池、CSIRO超级电池和Effpower双极性VRLA电池等;还介绍了VRLA电池高倍率部分... 介绍了适用于混合动力车(HEV)的阀控式铅酸(VRLA)电池的国外研发情况。如Hawker两头双极柱卷绕式VRLA电池、Exide卷绕式VRLA电池、Exide和Fiamm的平板式VRLA电池、CSIRO超级电池和Effpower双极性VRLA电池等;还介绍了VRLA电池高倍率部分荷电态(HRPSoC)运行的原理和失效机理,提出了解决的途径。 展开更多
关键词 混合动力车(HEV) 阀控式铅酸(VRLA)电池 高倍率部分荷电态
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车用铅炭电池活性炭的改性及寿命分析
7
作者 罗振华 蒋芬 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期82-84,共3页
采用的主要原料为柠檬酸(C_6H_8O_7)和[Pb(NO_3)_2],通过将柠檬酸铅[Pb(C_6H_8O_7)·H_2O]沉积在活性炭的表面,然后再将其进行热解处理即可得到改性活性炭,改性活性炭可减小析氢电流、增加析氧阻抗。与普通电池相比通过改性活性炭... 采用的主要原料为柠檬酸(C_6H_8O_7)和[Pb(NO_3)_2],通过将柠檬酸铅[Pb(C_6H_8O_7)·H_2O]沉积在活性炭的表面,然后再将其进行热解处理即可得到改性活性炭,改性活性炭可减小析氢电流、增加析氧阻抗。与普通电池相比通过改性活性炭制备所得铅炭电池高倍率部分荷电态(HRPSoC)的循环寿命可延长42.1%,快速充电(1 h)接受能力可提高19.4%。 展开更多
关键词 铅炭电池 改性活性炭 高倍率部分荷电态 循环寿命
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不同炭材料对铅酸蓄电池性能的影响 被引量:4
8
作者 赵微 石光 +3 位作者 林鹏 吴雨蒙 赵瑞瑞 陈红雨 《华南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第2期34-37,共4页
在铅酸蓄电池的负极铅膏中分别添加一定量的5种不同的商业炭材料,对蓄电池的充放电性能及高倍率部分荷电状态下的循环性能进行了测试.利用比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)测试对这5种炭材料的结构和形貌进行了表征.结果表明,不同种类的炭... 在铅酸蓄电池的负极铅膏中分别添加一定量的5种不同的商业炭材料,对蓄电池的充放电性能及高倍率部分荷电状态下的循环性能进行了测试.利用比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)测试对这5种炭材料的结构和形貌进行了表征.结果表明,不同种类的炭材料对铅酸蓄电池的作用效果不同.高比表面积、结构疏松多孔且含有大量微孔的多级孔炭材料可在基本不影响电池容量的情况下,大大提高铅酸蓄电池在高倍率部分荷电状态下的循环寿命. 展开更多
关键词 硫酸盐化 添加剂 高倍率部分荷电状态 循环寿命 炭材料 铅酸蓄电池
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木素磺酸钠对铅酸电池负极性能的影响 被引量:5
9
作者 付颖达 唐有根 +1 位作者 宋永江 胡菁 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期92-93,100,共3页
研究了木素磺酸钠对铅酸电池负极容量和高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下循环性能的影响。随着木素磺酸钠的含量从0.2%增加到0.6%,电池的初始容量从6.262 Ah增加到6.781 Ah,但HRPSoC时,负极的循环寿命由6 215次减少到4 202次。木素磺酸钠... 研究了木素磺酸钠对铅酸电池负极容量和高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下循环性能的影响。随着木素磺酸钠的含量从0.2%增加到0.6%,电池的初始容量从6.262 Ah增加到6.781 Ah,但HRPSoC时,负极的循环寿命由6 215次减少到4 202次。木素磺酸钠吸附在铅表面阻碍了充电过程,导致充电过程的极化增大。 展开更多
关键词 铅酸电池 木素磺酸钠 高倍率部分荷电状态(HRPSoC) 负极板
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炭材料对超级电池性能的影响 被引量:3
10
作者 龙璐 施利勇 +1 位作者 朱健 舒东 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期147-149,共3页
选用自制炭黑电极和活性炭电极,与铅酸电池负极并联,制作成超级电池(2 V、0.4 Ah);进行充电接受能力、不同放电倍率、阻抗及循环寿命测试。超级电池的充电接受能力较好,以5 C放电时,炭黑超级电池的容量比普通铅酸电池提高62%;在高倍率... 选用自制炭黑电极和活性炭电极,与铅酸电池负极并联,制作成超级电池(2 V、0.4 Ah);进行充电接受能力、不同放电倍率、阻抗及循环寿命测试。超级电池的充电接受能力较好,以5 C放电时,炭黑超级电池的容量比普通铅酸电池提高62%;在高倍率部分荷电态下,炭黑超级电池的循环寿命比铅酸电池延长了49%。 展开更多
关键词 炭材料 超级电池 高倍率部分荷电态 循环性能
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碳对VRLA电池电性能的影响 被引量:3
11
作者 陈志银 黄彬彬 +1 位作者 胡景城 郭永榔 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期229-231,共3页
向阀控式铅酸(VRLA)电池负极板中添加炭黑与石墨,并组装单板电池,研究碳材料对电池充电性能、容量及高倍率部分荷电态(HRPSoC)循环性能的影响。负极板中含适量的碳材料,可改善充电性能,提高容量,提高电池的HRPSoC循环性能。当负极板含1... 向阀控式铅酸(VRLA)电池负极板中添加炭黑与石墨,并组装单板电池,研究碳材料对电池充电性能、容量及高倍率部分荷电态(HRPSoC)循环性能的影响。负极板中含适量的碳材料,可改善充电性能,提高容量,提高电池的HRPSoC循环性能。当负极板含1%炭黑或含3%石墨时,电池的HRPSoC循环寿命可达10 000次以上。 展开更多
关键词 阀控式铅酸(VRLA)电池 负极 碳添加剂 高倍率部分荷电态(HRPSoC)
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铅炭电池用活性炭的改性与应用 被引量:2
12
作者 薛海涛 蒋良兴 +1 位作者 黎朝晖 吕晓军 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期202-205,共4页
以硝酸铅[Pb(NO3)2]和柠檬酸(C6H8O7)为原料,在活性炭表面沉积柠檬酸铅[Pb(C6H6O7)·H2O],经过热解处理得到改性活性炭。改性活性炭的析氢阻抗增加,析氢电流减小。用该材料制备的铅炭电池与普通铅酸电池相比,1 h快速充电接受能力提... 以硝酸铅[Pb(NO3)2]和柠檬酸(C6H8O7)为原料,在活性炭表面沉积柠檬酸铅[Pb(C6H6O7)·H2O],经过热解处理得到改性活性炭。改性活性炭的析氢阻抗增加,析氢电流减小。用该材料制备的铅炭电池与普通铅酸电池相比,1 h快速充电接受能力提高18.1%,高倍率部分荷电态(HRPSoC)循环寿命延长41.3%。 展开更多
关键词 铅炭电池 活性炭 析氢 高倍率部分荷电态(HRPSoC)
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铅炭电池的研究现状 被引量:10
13
作者 陈飞 张慧 +1 位作者 马换玉 方明学 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期170-173,共4页
综述了铅炭电池电极结构、负极炭材料及运行制度等的研究现状。介绍了混合电动车运行模式下铅炭电池的改进方向,讨论了炭材料对负极活性物质内阻、极化等的影响和作用机理,以及负极添加剂对电池电化学行为和循环性能的影响。
关键词 铅炭电池 炭材料 高倍率部分荷电态(HRPSoC)
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基于改进LSTM的脉冲大倍率工况下锂电池SOC估计 被引量:31
14
作者 明彤彤 赵晶 +1 位作者 王晓磊 王凯 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第8期144-150,共7页
锂离子电池是电力系统中不可或缺的重要储能元件。针对脉冲大倍率放电下锂离子电池荷电状态(State of Charge,SOC)预测问题,采用改进的长短期记忆循环神经网络(Long Short-term Memory,LSTM)搭建三元锂电池SOC预测模型。所用方法在原有L... 锂离子电池是电力系统中不可或缺的重要储能元件。针对脉冲大倍率放电下锂离子电池荷电状态(State of Charge,SOC)预测问题,采用改进的长短期记忆循环神经网络(Long Short-term Memory,LSTM)搭建三元锂电池SOC预测模型。所用方法在原有LSTM基础上增加两个门控单元,通过增强LSTM内部输入和输出的交互,提高模型的动态逼近能力。在脉冲大倍率放电工况下,将所用方法与BP神经网络(Back Propagation,BP)、LSTM神经网络相比较,验证了算法在脉冲放电下的预测性能。实验结果表明,改进方法可准确表征三元锂电池工作特性,满足了SOC估计的实际需求。 展开更多
关键词 三元锂电池 荷电状态 脉冲大倍率 循环神经网络
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在高倍率部分荷电状态下三维石墨烯对铅酸电池寿命的影响
15
作者 徐绮勤 龙群英 +2 位作者 吴涵挚 马国正 陈红雨 《华南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第3期24-28,共5页
采用一步水热法制备出三维多孔的石墨烯(3D-r GO),将不同质量分数的3D-r GO添加到负极活性物质中,制备出铅酸电池,并研究其电化学性能.结果表明:随着3D-r GO质量分数的增加,在高倍率部分荷电状态(HRPSo C)下,电池的循环寿命先增大后减小... 采用一步水热法制备出三维多孔的石墨烯(3D-r GO),将不同质量分数的3D-r GO添加到负极活性物质中,制备出铅酸电池,并研究其电化学性能.结果表明:随着3D-r GO质量分数的增加,在高倍率部分荷电状态(HRPSo C)下,电池的循环寿命先增大后减小,其中添加3D-r GO质量分数为1.0%的电池在HRPSo C下的循环性能最好,其初始放电比容量(在0.05C倍率下为185.36 m Ah/g)相比普通铅酸电池的(161.94 m Ah/g)提高了14.5%,其循环寿命(26 425次)是普通铅酸电池寿命(8 142次)的3.25倍. 展开更多
关键词 三维石墨烯 铅酸电池 高倍率部分荷电状态 循环寿命
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外部热源引起的锂离子电池热失控行为 被引量:7
16
作者 张旭 刘奕 +1 位作者 陈现涛 贺元骅 《电池》 CAS 北大核心 2021年第1期17-20,共4页
将自主设计的锂离子电池燃爆舱与量热仪联用,在不同外热功率(50 W、100 W、150 W和200 W)条件下,对荷电状态(SOC)为100%的18650型锂离子电池进行热失控实验。由外部热源引起的热失控可分为阴燃、燃爆和熄灭等3个阶段。随着外热功率的降... 将自主设计的锂离子电池燃爆舱与量热仪联用,在不同外热功率(50 W、100 W、150 W和200 W)条件下,对荷电状态(SOC)为100%的18650型锂离子电池进行热失控实验。由外部热源引起的热失控可分为阴燃、燃爆和熄灭等3个阶段。随着外热功率的降低,热释放速率、总放热量、表面温度峰值和耗氧量均降低,而触发热失控的时间点推迟,说明在低外热功率下,电池的高温热危害性较低。在50 W外热功率下,燃爆响时间点为520 s、表面温度峰值为502℃,分别比200 W时推迟360 s、降低191℃。C_(x)H_(y)和CO_(2)的释放量随着外热功率的下降而降低,而CO的释放量呈先升高后下降的趋势。CO的体积分数在200 W时为0.18%;100 W时为0.28%,在低外热功率条件下,电池热失控后的毒害性更大。 展开更多
关键词 锂离子电池 热失控 荷电状态(SOC) 热释放速率 高温热危险性
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铅酸电池负极加碳后循环性能 被引量:1
17
作者 王练武 王先友 +2 位作者 黄伟国 童庆 王良勇 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期112-117,共6页
通过将高比表面积电化学活性碳和石墨加入到铅酸电池的负极活性物质中,制备成新型铅碳负极,研究其在高倍率部分荷电状态(HRPSOC)下的循环性能。采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、充放电机分别对材料和电池进行表征和测试。结果表明:碳的... 通过将高比表面积电化学活性碳和石墨加入到铅酸电池的负极活性物质中,制备成新型铅碳负极,研究其在高倍率部分荷电状态(HRPSOC)下的循环性能。采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、充放电机分别对材料和电池进行表征和测试。结果表明:碳的加入极大地提高于电池在高倍率部分荷电态下工作的循环寿命,其中以石墨和活性的性能碳混合加入时循环性能最好,循环次数达到85402次。SEM结果表明:碳材料的加入能有效抑制铅酸电池负极在大电流放电时的不可逆硫酸盐化。 展开更多
关键词 活性碳 石墨 铅碳电池 高倍率部分荷电态 循环寿命
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改性碳添加剂提高储能用铅酸电池的循环性能 被引量:1
18
作者 高士元 张树祥 +2 位作者 徐良 周凡 薛胜凡 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第12期1627-1630,共4页
在新能源储能和运载设备系统中,电池经常在高倍率部分荷电状态(high-rate partial-state-of-charge,HRPSOC)下运行,即在部分荷电状态下进行大电流脉冲充放电。在HRPSOC条件下,铅酸电池的负极板表面极易产生PbSO_(4)的堆集,导致电池过早... 在新能源储能和运载设备系统中,电池经常在高倍率部分荷电状态(high-rate partial-state-of-charge,HRPSOC)下运行,即在部分荷电状态下进行大电流脉冲充放电。在HRPSOC条件下,铅酸电池的负极板表面极易产生PbSO_(4)的堆集,导致电池过早失效。有研究表明,在负极活性物质(NAMs)中添加碳材料,可以有效地抑制PbSO_(4)在负极表面的聚集,提高铅酸电池的HRPSOC性能。因此,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为NAMs的碳添加剂,以提高铅酸电池的HRPSOC循环性能。通过重新设计负极活性物质的配方和优化工艺路线,通过微量的先进改性碳材料的添加,制备了一种新型储能用铅酸电池,实现铅酸电池的HRPSOC循环寿命的提高。 展开更多
关键词 储能用铅酸电池 配方优化 改性多壁碳纳米管(MWCNTs) 高倍率部分荷电状态(HRPSOC) 循环寿命
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活性炭负极添加对铅酸电池充电性能的影响
19
作者 马彦芬 赵福伟 张淑珍 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1589-1592,共4页
研究了添加活性炭对2 V电芯和12 V铅酸电池负极板在高倍率部分荷电态下电化学性能的影响。结果表明:与在负极活性材料中添加尺寸为几微米的活性炭和不添加活性炭的电极相比,尺寸在几十微米的活性炭颗粒能显著增加在高倍率部分荷电态的... 研究了添加活性炭对2 V电芯和12 V铅酸电池负极板在高倍率部分荷电态下电化学性能的影响。结果表明:与在负极活性材料中添加尺寸为几微米的活性炭和不添加活性炭的电极相比,尺寸在几十微米的活性炭颗粒能显著增加在高倍率部分荷电态的循环寿命。 展开更多
关键词 活性炭添加物 负极板 铅酸电池 高倍率部分荷电态
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