铅酸电池至今已有160年的历史,工艺成熟且成本低廉,在储能和混合动力电车领域有广泛的应用前景。但是铅酸电池的循环寿命较短,特别在高倍率部分荷电状态（HRPSOC）下,寿命仅有300-500次,远不能满足目前的市场需求,主要的原因是负极严重的不可逆硫酸盐化反应。大量研究证实,将高比例的碳材料添加到铅酸电池负极材料中可以有效抑制硫酸盐化现象,显著提升电池循环寿命。与铅酸电池相比,铅炭电池具有更高的功率密度和更优异的循环性能。但是碳材料的析氢过电位较低,在电池充电后期会引发严重的析氢现象,导致电池失效,寿命缩短。目前解决析氢的问题常用的方法主要有两种:一方面通过材料改性提高析氢过电位,例如调控碳材料的比表面积和孔隙率,掺杂N、P杂质原子等改变碳材料表面特性,达到抑制析氢的目的。另一方面通过将铅炭电池负极析氢抑制剂加入电解液或者与碳材料形成复合物加入负极活性材料达到抑制析氢的效果。本论文主要针对铅炭电池负极析氢问题进行研究,探讨金属化合物基析氢抑制剂的析氢抑制效果以及将其添加至电池负极对铅炭电池循环性能的影响,具体的研究内容如下:1.采用水热法制备含析氢抑制剂Bi₂O₂CO₃的活性炭（AC）材料,研究Bi₂O₂CO₃抑制析氢的能力和对铅炭电池循环寿命的影响。研究显示,Bi₂O₂CO₃与AC复合后,复合材料电极的析氢电流显著减小,析氢电位明显负移,其中添加4 wt%Bi₂O₂CO₃能最大程度的抑制AC电极上析氢反应的进行。与AC电极相比,4%Bi₂O₂CO₃/AC复合材料电极的析氢过电位负移了230 mV,在-1.35 V（vs.Hg/Hg₂SO₄）电压下,析氢电流仅为AC电极的6.9%。将Bi₂O₂CO₃/AC复合材料添加至铅酸电池负极可以显著提高电池的循环寿命,其中4%Bi₂O₂CO₃/AC-铅炭电池的寿命高达19637圈,为铅酸电池的3倍。此外,我们还进一步比较了Bi₂O₂CO₃和Bi₂O₃的析氢抑制效果,结果显示Bi₂O₂CO₃具有更好的抑制析氢效果,可能的原因为在材料合成过程中Bi₂O₂CO₃在活性炭上原位生成,使两者之间分布均匀且结合力更强。因此新型铅炭电池负极析氢抑制剂Bi₂O₂CO₃展现出较好的应用前景。2.研究析氢抑制剂ZnSO₄的析氢抑制效果和添加至电池负极对铅炭电池循环性能的影响。研究结果表明,添加不同含量的ZnSO₄与AC进行复合后,复合材料电极的析氢反应显著减弱,其中4%ZnSO₄/AC复合材料电极的析氢反应最弱。在相同电势（-1.35 V vs.Hg/Hg₂SO₄）下,4%ZnSO₄/AC复合材料电极具有最小的析氢电流,仅为原始活性炭电极的52.5%,其析氢电位也明显负移了110 mV。在铅酸电池负极添加适量的ZnSO₄/AC复合材料后,电池的循环寿命显著提升。其中4%ZnSO₄/AC-铅炭电池具有最佳的循环性能,与铅酸电池相比提升了2倍左右。3.通过KOH活化剂的活化作用制备活性炭,比表面积高达1859.6 m² g^-1。利用Zn（CH₃COO）₂活化剂对活性炭进行二次活化,在活化过程中原位掺杂析氢抑制剂ZnO,制备ZnO/AC复合材料并探索析氢抑制剂ZnO的析氢抑制效果。研究表明,与一次活化活性炭相比,ZnO/AC复合材料具有更高的比表面积,ZnO/AC复合材料电极显示出更小的析氢电流。其中添加4 wt%ZnO析氢抑制效果最好。本次实验在活性炭的生成过程中利用Zn（CH₃COO）₂活化剂的分解,原位生成析氢抑制剂ZnO与AC复合材料,成本低廉、制备工艺简单,具有较高的实用价值。