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在铅酸电池负极添加一定量的高比表面积和高导电性活性炭可以兼具铅酸电池和超级电容器的优点,进而得到超长循环寿命的铅炭电池。然而,活性炭在硫酸溶液中的析氢过电位较低,在铅炭电池充电过程中容易析出氢气,产生放电容量损失,存在安全隐患。本论文采用多种方法对活性炭进行改性,改性后的活性炭在硫酸溶液中的析氢反应过程得到抑制,其比电容也有较大数值的提升。论文的主要研究内容如下:1.通过液相合成法制备了金属有机框架材料ZIF-8,并包覆于活性炭表面,氩气保护下经高温煅烧后得到了一种氮掺杂纳米多孔碳包覆活性炭的复合材料（C-ZIF-8@AC）,测试了其在1 M H2SO4溶液中的电化学性能。研究结果表明,其在电流密度为1A/g时的比电容相对于活性炭（AC）的130 F/g,提高到了181 F/g。电流密度5 A/g时循环6000圈,比电容保持率为98%,而未经包覆的活性炭循环同样数值后的比容量保持率为90%。这种提高活性炭电容的方法可以减小负极中活性炭的添加量,有效减小铅炭电池负极氢气的析出。2.选用苯胺作为原料,过硫酸铵作为氧化剂,通过原位法将苯胺聚合于活性炭表面,制备得到了不同比例的聚苯胺/活性炭（PANI/AC）复合材料,氩气保护下经高温煅烧得到了氮掺杂活性炭（NAC）。电化学测试结果表明,相对于没有改性的活性炭,氮掺杂活性炭在硫酸溶液中具有较小的析氢电流密度和较高的比电容。氮掺杂活性炭（NAC）在-0.9 V（vs.SCE）时的析氢电流密度仅为-3.7 A/g,小于活性炭在相同电位下的析氢电流密度（-20.2 A/g）。同时,其在扫描速率为20 mv/s下的比电容高达314.5 F/g,远高于活性炭的207.5 F/g。XPS测试结果表明材料这些优异的电化学性能是由于材料中氮的作用,特别是其中的吡咯氮易于与氢析出反应过程中的氢原子结合,从而抑制氢原子变为氢气,抑制溶液中氢气的析出。3.为增强吡咯氮在抑制氢气析出过程中的作用,采用吡咯单体为氮源,三价铁离子为氧化剂,原位聚合制备了聚吡咯/活性炭（PPy/AC）复合材料。研究结果表明,随着复合材料中聚吡咯含量的增加,其氢气析出起始电位由活性炭的-0.56 V逐渐变为-0.68 V,氢析出过电位增加了0.12 V。其中当聚吡咯与活性炭的质量比为1:1时,复合材料PPy/AC1在-0.9 V（vs.SCE）的析氢电流为-15.4 A/g,优于活性炭的-20.2 A/g。复合材料中的聚吡咯具有较好的抑制氢气析出的性能,可以抑制活性炭在硫酸溶液中析出氢气。