電動汽車（EV）和混合動力電動汽車（HEV）等大型能源設(shè)備的快速發(fā)展迫切需求新型的儲能器件。而鋰空氣電池因為具有非常高的理論比能量密度(3600 Wh kg^-1)而被認為是下一代電池的重要研發(fā)方向之一。然而,目前關(guān)于鋰空氣電池的研究仍處于起步階段,存在很多的挑戰(zhàn),如放電比容量和能量密度低,倍率性能差,容量保持率差和能量效率低。鋰空氣電池陰極為電池反應(yīng)的主要場所,其組成材料和結(jié)構(gòu)對電池的性能有極大的影響。特別是陰極中高效電催化劑的使用能夠有效降低電池充/放電過電勢并提高其循環(huán)性能。過渡金屬氧化物電催化劑由于具有制備簡單、價格低廉和催化活性高等優(yōu)勢,而受到了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。其中TiO₂在鋰空氣電池中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能,良好的穩(wěn)定性和環(huán)境友好性,因而具有很大的應(yīng)用潛力。本論文基于TiO₂的優(yōu)點,采用摻雜、復(fù)合等手段進一步提高其催化活性,制備出了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的納米復(fù)合陰極材料。（1）通過溶膠凝膠法制備氮摻雜石墨烯負載鐵摻雜二氧化鈦（Fe-TiO₂/N-doped graphene）氮摻雜后的石墨烯... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰空氣電池研究背景與意義
    1.2 有機體系鋰空氣電池
    1.3 鋰空氣電池陰極催化劑研究進展
        1.3.1 碳基材料催化劑
        1.3.2 貴金屬及過渡金屬氧化物
        1.3.3 鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化劑
        1.3.4 復(fù)合材料催化劑
        1.3.5 TiO_2催化劑在鋰空氣電池中的研究
    1.4 本文選題依據(jù)、研究內(nèi)容創(chuàng)新點
        1.4.1 本文選題依據(jù)
        1.4.2 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第二章 實驗材料和儀器測試
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗儀器
    2.3 材料表征
        2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X射線衍射(XRD)
        2.3.4 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.5 拉曼光譜(Raman)
        2.3.6 紅外光譜(FTIR)
        2.3.7 熱重分析(TG)
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 循環(huán)伏安法測試(CV)
        2.4.2 電化學(xué)交流阻抗(EIS)
        2.4.3 恒流充放電測試
        2.4.4 恒流間歇滴定(GITT)和恒壓間歇滴定(PITT)
第三章 氮摻雜石墨烯負載鐵摻雜二氧化鈦材料
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 氮摻雜石墨烯的制備
        3.2.2 氮摻雜石墨烯擔載鐵摻雜二氧化鈦的制備
        3.2.3 鋰空氣電池正極的制備及組裝
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 物理化學(xué)性能表征
        3.3.2 電化學(xué)性能表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 碳納米管負載氧缺陷的無定型二氧化鈦
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料制備
        4.2.3 鋰空氣電池空氣正極的制備及電池的組裝
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 二氧化鈦催化劑的物理化學(xué)性能表征
        4.3.2 電化學(xué)性能表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 核殼結(jié)構(gòu)的二氧化鈦@氮摻雜碳纖維擔載釕納米顆粒復(fù)合材料
    5.1 前言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 主要化學(xué)試劑
        5.2.2 氮摻雜碳纖維的制備
        5.2.3 在氮摻雜碳纖維上沉積TiO_2
        5.2.4 在N-CNFs@TiO_2原位生長Ru納米顆(Ru/N-CNFs@TiO_2)
        5.2.5 鋰空氣空氣正極的制備及電池的組裝
        5.2.6 柔性鋰空氣空氣電池的組裝
        5.2.7 Ru/N-CNFs@TiO_2電極的放電產(chǎn)物研究
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 二氧化鈦催化劑的物理化學(xué)性能表征
        5.3.2 電化學(xué)性能表征
    5.4 理論計算
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Recent advances in electrocatalysts for non-aqueous Li-O2 batteries[J]. Wei Chen,Ya-Feng Gong,Jie-Hua Liu.  Chinese Chemical Letters. 2017(04)



本文編號：3430646