【摘 要】
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超级电池是由铅酸蓄电池和超级电容器并联的混合电源进化而来的新型储能装置，其同时具有铅酸电池的高容量特性和超级电容器的高功率性能，将是新能源汽车的动力电池有利竞争者。
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超级电池是由铅酸蓄电池和超级电容器并联的混合电源进化而来的新型储能装置，其同时具有铅酸电池的高容量特性和超级电容器的高功率性能，将是新能源汽车的动力电池有利竞争者。 本文将铅酸蓄电池和不对称超级电容器结合并融入同一单体电池中，组装小型超级电池，其结构为：二氧化铅基正极与铅基负极组成铅酸蓄电池，该二氧化铅基正极同时与炭电极组成不对称超级电容器，以同一型号的普通铅酸电池作为对照电池；其后对两类电池的大电流充放电性能、循环性能及阻抗等电化学性能进行测试，并通过X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对循环前后正负极板的结构和形貌进行了表征。 实验结果表明：超级电池比普通电池具有更好的电荷接受能力、更小的内阻、更高的放电电压和更大的放电容量，且放电倍率越大，电压和容量优势越明显，尤其是在5C放电时，超级电池容量增加量高达11％；炭电极的存在具有缓冲电流的作用，极大的抑制了铅负极板的硫酸盐化速率，从而提高了其循环寿命，以100％的荷电状态(SOC)开始循环，超级电池的循环寿命比普通电池提高了约35％，以60％的荷电状态(SOC)开始循环，循环寿命提高了约75％；炭电极在循环过程中对正极板的活性物质组分无影响。 超级电池中的炭电极在充电过程中出现较严重的析氢，因此本文采用析氢过电位高的铅粉(Pb和PbO的混合物，工业级)对炭电极进行掺杂研究，并研究了不同掺杂量对炭电极的影响。结果表明，铅粉的掺杂基本不影响炭电极的容量，掺杂超过3％的铅粉能较好的抑制炭电极析氢，掺杂1％和3％铅粉有利于炭电极起始放电电位的提高，综合考虑，掺杂3％的铅粉为最佳；对掺杂3％铅粉的炭电极进行循环测试，在500次循环后，仍能较好地保持其起始放电电位高的优势，且含铅颗粒均匀地附在炭材料的表面。
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