《表1 电池性能测定表：石墨烯在铅蓄电池管式正极中的应用研究》

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《石墨烯在铅蓄电池管式正极中的应用研究》

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由表1可知，石墨烯层数越少，放电过程的端电压越高，这与石墨烯的高度分散性和优异导电性有关，但掺1～3层石墨烯的正极端电压比4～6石墨烯高出不多，可能单层石墨烯更容易团聚；随着片径增加，端电压先增加，后降低，可能是因为片径过小的石墨烯之间及石墨烯与Pb O2之间不能紧密接触，正极板从铅芯到表层之间的导电能力不如掺杂大片径石墨烯的缘故，而掺杂片径过大的石墨烯又导致极板均匀性变差，并可能出现从铅芯到电极表层之间电路的贯通短路。从表1还得知，掺杂1～3层石墨烯的正极容量不及4～6层石墨烯，这是因为1～3层石墨烯虽与Pb O2之间有一定的面接触，但对提高正极孔隙率没有帮助，多层石墨烯随充放电进行，部分片层的间隙会胀大，能渗入离子，这使得硫酸向活性物质的扩散有了更多通道，能充分发挥活性物质的性能，同时多层石墨烯片层之间可以轻微滑动，正极随着充放电进行，活性物之间形成的蜂窝状结构逐渐瓦解，4～6层石墨烯两面附着的Pb O2颗粒之间的结合松弛，但因为石墨烯片层之间的滑动，依然可以保证Pb O2颗粒之间的导电状态，如图1所示。而层数过多的石墨烯又类似于石墨，导电性、表面积、对活性物质的分散性降低导致容量减小，至于正极容量与石墨烯片径之间也存在1～2μm直径对应电池容量最大的关系，这与端电压的情况和原因类似，掺进小片径石墨烯的正极导电性不好，掺杂大片径石墨烯电极电流分布不均匀，导电性好的部位出现大电流放电，使Pb SO4快速生成堵塞电极表层孔道，导电性差的部位进行小电流放电，电极深层孔道被Pb SO4堵塞，这都使电池活性物质不能充分放电。