二次鋰氧氣（Li-O₂）電池因具有超高的理論能量密度而有望成為新一代儲能體系。其中,基于有機(jī)電解液體系的鋰氧氣電池具有廣泛的應(yīng)用前景而逐漸成為研究熱點(diǎn)。Li-O₂電池工作核心是放電產(chǎn)物L(fēng)i₂O₂的可逆形成與分解。然而,Li₂O₂自身電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率較低,造成電池充電過程極化嚴(yán)重,電池能量效率降低,且高電壓下電解液的分解等問題會加劇電池性能惡化。因此,本研究從調(diào)控放電產(chǎn)物角度出發(fā),通過對正極進(jìn)行表面修飾,優(yōu)化放電產(chǎn)物的成分和形貌,進(jìn)而降低充電電壓,提高電池能量效率。主要研究成果如下:（1）采用磁控濺射在高比表面積碳納米管表面沉積SnO₂納米顆粒,構(gòu)建SnO₂/CNTs復(fù)合正極并應(yīng)用于Li-O₂電池中,增強(qiáng)正極對放電產(chǎn)物的吸附作用。由于SnO₂與氧活性物質(zhì)的強(qiáng)相互作用,放電中間產(chǎn)物L(fēng)iO₂更易于吸附到正極附近,從而促進(jìn)納米化放電產(chǎn)物的形成,且吸附... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a,左）不同類型電池的比能量密度(Whkg-1);（b,右）不同電化學(xué)體系作為動力電[4]

高性能鋰氧氣電池復(fù)合正極構(gòu)筑及放電產(chǎn)物調(diào)控研究在 1996年 Abraham 等[9]就提出以氧氣和金屬鋰分別為正負(fù)極、聚的鋰氧氣電池模型，但由于循環(huán)性能較差并未引起廣泛的關(guān)注。，Bruce 等[10]證明了產(chǎn)物的可逆分解，相關(guān)的研究才得到廣泛的目前為止，鋰氧氣電池體系仍存在著諸多的問題，考慮到實際生機(jī)理研究和性能改善仍需進(jìn)一步的探索。氧氣電池分類和工作原理i-O2依據(jù)電池所采用的電解質(zhì)可分為四類，如圖 1.2所示[5]，分別解液體系鋰氧氣電池；（b）水系鋰氧氣電池；（c）混合電解質(zhì)池（水溶劑浸入陰極，質(zhì)子惰性電解質(zhì)浸入陽極）；（d）固態(tài)（鋰氧氣電池。

第一章 緒論Bruce 等[4]已證明放電過程 Li2O2的形成是一個兩電子逐步轉(zhuǎn)移的過程過程較為復(fù)雜。具體的放電機(jī)理尚沒有統(tǒng)一定論，目前主要有兩種模 1.3 所示[4]。放電時，負(fù)極的 Li 失去電子被氧化成 Li+，而正極的活性先接受一個電子與 Li+形成超氧化鋰（LiO2），之后的反應(yīng)步驟取決于在電解液的溶解能力和電極對 LiO2的吸附能力。溶于電解液的 LiO2歧化反應(yīng)，生成 Li2O2和 O2，難溶的 Li2O2從電解液中析出沉積到電是為溶液模型；而吸附在電極表面的 LiO2*直接接受電子和 Li+形成產(chǎn)物沉積在電極表面[12-15]，是為表面模型。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非水溶劑Li-O2電池鋰負(fù)極研究進(jìn)展（英文）[J]. 張彥濤,劉圳杰,王佳偉,王亮,彭章泉.  物理化學(xué)學(xué)報. 2017(03)



本文編號：3431977