本文關鍵詞： 鋰氧電池 氧化鈷 三元梯度 催化劑 電化學性能　出處：《渤海大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著環(huán)境污染與能源短缺問題的日益加劇,開發(fā)清潔無污染且高能量效率的能源體系勢在必行,因此擁有高理論比能量的鋰氧電池受到了廣泛關注。然而目前鋰氧電池的研究仍存在很多的問題,如陰極材料、電解液的分解和陽極的保護,其中陰極材料的性能對鋰氧電池的影響較大。本文主要研究了陰極材料及其在鋰氧電池中的應用。首先通過直流電弧放電等離子體法制備了Co O催化劑材料,該催化劑粒徑分布均勻無明顯團聚現(xiàn)象,具有較大的比表面積和孔隙率。以Co-Pt催化劑為二元催化劑與傳統(tǒng)的Mn-Pt進行對比,Co-Pt催化劑具有較低的電荷傳遞電阻且在0.025 mA cm-2的電流密度下,得到最大比容量為2285.81 mAh g-1和最高的能量密度為5582.80 mWh g-1。而后,以Co O、La2O3和Pt催化劑(Co-La-Pt催化劑)為三元催化劑應用于鋰氧電池中,電化學分析表明Co-La-Pt催化劑具有較低的電池內(nèi)阻,在電流密度為0.01 mA cm-2時,Co-La-Pt三元催化劑的最大放電比容量為2484.35mAh g-1和最大能量密度6072.49 mWh g-1。最后,以CoO催化劑、La2O3、Pt制備出Co-La-Pt三元梯度催化劑。通過電化學分析表明,其電荷傳遞阻力較小且在0.025 mA cm-2電流密度時,Co-La-Pt三元梯度催化劑的最大比容量為3250.21 mAh g-1和最大能量密度8574.23 mWh g-1,可穩(wěn)定充放電循環(huán)62次。該催化劑的鋰氧電池電化學性能高于Co-Pt二元催化劑和Co-La-Pt三元催化劑,表現(xiàn)出非常優(yōu)異的電化學性能。
[Abstract]:With the increasing problems of environmental pollution and energy shortage, it is imperative to develop a clean, non-polluting and energy-efficient energy system. Therefore, lithium-oxygen batteries with high theoretical specific energy have attracted wide attention. However, there are still many problems in the research of lithium-oxygen batteries, such as cathode materials, electrolyte decomposition and anode protection. The performance of cathode material has a great influence on the performance of lithium oxide battery. This paper mainly studies the cathode material and its application in lithium oxide battery. Firstly, the Co O catalyst material was prepared by DC arc discharge plasma method. The particle size distribution of the catalyst was uniform and there was no obvious agglomeration. Compared with the traditional Mn-Pt, the Co-Pt catalyst has a lower charge transfer resistance and a current density of 0.025 Ma cm-2. The maximum specific capacity was 2285.81 mAh g ~ (-1) and the maximum energy density was 5582.80 mWh g ~ (-1). Then, Co _ 2O _ 3 and Pt catalyst Co-La-Pt were used as ternary catalysts in lithium-oxygen batteries. Electrochemical analysis showed that the Co-La-Pt catalyst had lower internal resistance. The maximum discharge specific capacity of Co-La-Pt ternary catalyst was 2484.35 mAh g-1 and the maximum energy density was 6072.49 mWh g -1 at the current density of 0.01mA cm-2. Finally, the Co-La-Pt ternary gradient catalyst was prepared from CoO catalyst La2O3Pt. The maximum specific capacity of Co-La-Pt ternary gradient catalyst is 3250.21 mAh g ~ (-1) and maximum energy density of 8574.23 mWh g ~ (-1) at 0.025 Ma cm-2 current density, which can stabilize charge and discharge cycles for 62 times. Its performance is higher than that of Co-Pt binary catalyst and Co-La-Pt ternary catalyst. It shows excellent electrochemical performance.
【學位授予單位】：渤海大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;TM911.41

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