文 献 综 述

一、 引言

现在全球范围内的发电量估计已达到20太瓦时(太瓦=10¹²瓦)^[1]。但是这其中68%的电能都来至于化石燃料：煤(42%),天然气(21%),石油(5%),核能(14%),水能(15%),其中只剩下3%是来至于有再生技术。即便进行最苛刻的环境保护和发展新技术,那么到本世纪中叶,全球对电能的需求预计会达到现在的两倍,而到世纪末,会是惊人的三倍之多。电能在现在的能源使用中占据主导地位,并且其增长的步伐将是其他能源增长所不能比拟的。由于煤的储量丰富,且远远超过油和天然气,所以煤已经成为了现在发电的主要手段^[2]。同时,据预测在未来几十年,石油和天然气产品的使用将迎来最高峰。但是每发1千瓦时电需要烧煤产生大约1000克的二氧化碳,其中二氧化碳己经被广泛地认为是温室效应的罪魁祸首^[3,4]。

当今世界的能源越来越少，为了解决能源危机，有必要研究出新的能源，来取代传统的能源。同时，燃油汽车的尾气排放会增加大气中的CO₂的含量，引起温室效应。因此，为了减少能源的消耗和CO₂的排放，电动车在最近几年得到了较大的发展^[5]。随着经济的发展，电动车及其电源将会有巨大的发展市场^[6]。

二、 铅碳电池

2.1铅碳电池的结构

铅碳电池最早是在2004年由美国Axion公司研究开发，它是将具有电容特性或高导电特性的碳材料（如活性碳、碳黑、碳纤维等）在和膏过程中直接加入到负极，提高铅活性物质的利用率，并抑制硫酸盐化，结构示意图如图1所示。铅碳电池是铅酸蓄电池和超级电容器的混合物，原理和超级电池相似，所以可以认为它是另一类的超级电池。由于铅碳电池在”内并”式超级电池的基础上，进一步简化了工艺，非常接近现有铅酸电池的制作，易于产业化，因此，国际先进铅酸电池协会（The Advanced Lead Acid Battery Consortium, ALABC）非常重视铅碳电池的开发，其会员公司纷纷开展了碳材料及铅碳负极的研究工作^[7]。

图1铅碳电池结构示意图

2.2铅碳电池的应用领域^[7]

2.2.1 铅碳电池在储能领域中的应用