發(fā)布時(shí)間：2017-10-11 21:07

  本文關(guān)鍵詞：方形鋰空氣電池放電性能的研究

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【摘要】：鋰空氣電池是具有最高理論比能量的新型電源系統(tǒng),因此得到了越來越多的關(guān)注。雖然其應(yīng)用前景廣闊,但要走向?qū)嶋H應(yīng)用仍然有很多問題去克服。本文針對方形軟包體系的鋰空氣電池在空氣中放電時(shí)空氣電極膨脹等問題開展工作。綜合運(yùn)用恒流放電、EIS、XRD分析和SEM分析等方法對空氣電極形貌、放電特性等進(jìn)行了研究。制備的電池在25℃、濕度30%的空氣中以0.1m A/cm2放電,截止電壓為2.0V,放電時(shí)間達(dá)到1370h。經(jīng)分析,空氣電極膨脹導(dǎo)致的電荷轉(zhuǎn)移阻抗增加是電池放電終止的主要原因。研究了空氣電極中碳載量對電池放電性能的影響,結(jié)果表明,碳載量為14mg/cm2的空氣電極電池放電時(shí)間最長,為1111h,比能量為402Wh/kg。采用尿素作為造孔劑,制作了雙孔隙空氣電極,使電池的放電性能提高了32%。通過溶膠-凝膠法成功制備了鈣鈦礦催化劑La Ni0.5Co0.5O3。催化劑含量為30%時(shí),空氣電極的放電時(shí)間為1131h,而且在大電流密度下也具有很好的放電性能。以Li PF6為鋰鹽,分別考察了不同溶劑對鋰空氣電池放電性能的影響,研究表明,PC/EC(1:1,vol%)、TEGDME、DMSO作為溶劑的電池放電時(shí)間分別為821h、840h和1076h,DMSO為溶劑展示出了最好的電化學(xué)性能。以DMSO為溶劑,分別考察了鋰鹽Li PF6、Li As F6、Li TFSI和Li Cl O4對電池放電性能的影響,研究表明,在0.1m A/cm2放電條件下,鋰鹽對電池的放電時(shí)間影響不大。使用P(VDF+HFP)對PE隔膜改性,減少了電池內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移阻抗,延長放電時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：鋰空氣電池 軟包電池 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 性能 催化劑
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM911.41;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 鋰空氣電池的分類及工作原理11-12
• 1.3 鋰空氣電池的研究進(jìn)展12-15
• 1.3.1 鋰空氣電池電解液的研究13-14
• 1.3.2 鋰空氣電池空氣電極研究14-15
• 1.3.3 鋰空氣電池催化劑研究15
• 1.4 鋰空氣電池的優(yōu)點(diǎn)及面臨的主要問題15-17
• 1.5 本文的研究意義以及主要研究內(nèi)容17-21
• 1.5.1 研究意義17-19
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分21-24
• 2.1 主要試劑21-22
• 2.2 主要儀器22
• 2.3 物理及電化學(xué)性能測試22-24
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)22
• 2.3.2 掃面電子顯微鏡(SEM)22-23
• 2.3.3 同步熱分析(TGA-DSC)23
• 2.3.4 電化學(xué)阻抗譜(EIS)23
• 2.3.5 BET分析23
• 2.3.6 放電測試23-24
• 第3章 方形鋰空氣電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及失效分析24-36
• 3.1 前言24-25
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分25-26
• 3.2.1 方形軟包電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25
• 3.2.2 空氣電極的制備25
• 3.2.3 參比電極制備25-26
• 3.2.4 電池的裝配26
• 3.2.5 電化學(xué)分析26
• 3.2.6 樣品表征26
• 3.3 結(jié)果與討論26-35
• 3.3.1 壓制溫度對電池的影響26-27
• 3.3.2 電池的放電曲線27-29
• 3.3.3 方形電池失效分析29-34
• 3.3.4 方形電池重量分布34
• 3.3.5 方型電池的減重分析34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 方型鋰空氣電池的性能改進(jìn)36-56
• 4.1 前言36-37
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分37-39
• 4.2.1 LNCO催化劑的制備37
• 4.2.2 不同碳載量電極的制備37-38
• 4.2.3 雙孔隙電極的制備38
• 4.2.4 KB-LNCO空氣電極的制備38
• 4.2.5 電解液的配置38-39
• 4.2.6 隔膜的改性39
• 4.3 結(jié)果與討論39-54
• 4.3.1 雙孔隙空氣電極的制備與電化學(xué)性能39-45
• 4.3.2 鈣鈦礦雙效催化劑制備與電化學(xué)性能45-49
• 4.3.3 電解液的優(yōu)化49-53
• 4.3.4 軟包電池隔膜改性53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果62-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64

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本文編號(hào)：1014732