近年來以金屬鋰、空氣分別為正、負(fù)極活性材料的鋰空氣電池受到了廣泛關(guān)注,其理論能量密度高達(dá)11680 Wh/kg,被認(rèn)為是下一代汽車動(dòng)力電池的有力競爭者之一。然而,目前鋰空氣電池存在容量密度低、循環(huán)壽命短等技術(shù)難題,遠(yuǎn)不能滿足商業(yè)化的要求,而這些難題的解決離不開陰極材料與電極結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。電池放電過程中的陰極氧還原反應(yīng)（ORR）會(huì)生成難溶于電解液的過氧化鋰（Li₂O₂）,由于Li₂O₂具有較大的禁帶寬度,導(dǎo)致電子的傳遞受限,從而減少陰極中的有效反應(yīng)界面和放電容量,并且造成充電過電勢較高。此外,為了提供足夠的Li₂O₂沉積空間,陰極材料通常選用具有多孔結(jié)構(gòu)的材料或輔以催化劑,以降低過電勢,從而減少副反應(yīng)的發(fā)生。目前的電極結(jié)構(gòu)一般是以碳紙等為基底,在其表面涂覆碳基材料以形成反應(yīng)層。為了維持反應(yīng)層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,通常還加入粘合劑,但是常用的粘合劑如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）等都已被證實(shí)與電解液發(fā)生反應(yīng),限制電池壽命。而在電極上生成的Li_... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各類二次電池理論與實(shí)際密度比較

靜電紡絲 PAN 基活化碳纖維的制備及其鋰空氣電池性能表征的不同分為四類：水系電解液體系下的鋰空氣電池、非水系電解液體系下的鋰(也可稱作有機(jī)體系電解液下的鋰空氣電池)、水-有機(jī)混合型電解液體系下的鋰以及全固態(tài)電解質(zhì)體系下的鋰空氣電池[10-13]。四類鋰空氣電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖。

圖 1-3 鋰氧氣電池充放電過程中 Li2O2形貌變化：(a)放電過程，(b)充電過程[21]Fig.1-3 Morphology of Li2O2in discharge and charge processes of the Li–O2battery: (a) dischargprocess, (b) charge process[21].3 鋰空氣電池陽極從鋰離子電池時(shí)代開始，對(duì)金屬 Li 電極的保護(hù)就已經(jīng)開始研究了，但在鋰空氣條件下對(duì)陽極金屬 Li 的保護(hù)研究就相對(duì)較少，到目前為止對(duì)鋰枝晶的抑制仍不能高循環(huán)效率下所需要的標(biāo)準(zhǔn)。鋰枝晶主要是具有活性的金屬 Li 在陽極金屬 Li 表面積不均勻，再經(jīng)多次循環(huán)積累后形成的。這個(gè)問題同樣困擾著鋰空氣電池，鋰枝晶成不僅僅是對(duì)電池性能造成影響，由于枝晶的形成造成電極結(jié)構(gòu)改變，容易損壞電膜造成電池內(nèi)部故障，存在嚴(yán)重的安全隱患。金屬 Li 質(zhì)地較軟，受到彎曲形變時(shí)，處會(huì)成為枝晶成核位點(diǎn)，會(huì)加速枝晶的生成。Wang[23]等人通過通過氧化石墨烯(rG

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Recent developments of aprotic lithium-oxygen batteries:functional materials determine the electrochemical performance[J]. Xin Guo,Bing Sun,Dawei Su,Xiaoxue Liu,Hao Liu,Yong WangDepartment of Chemical Engineering,School of Environmental and Chemical Engineering,Shanghai University,Guoxiu Wang.  Science Bulletin. 2017(06)
[2]Recent progress in rechargeable alkali metal-air batteries[J]. Xin Zhang,Xin-Gai Wang,Zhaojun Xie,Zhen Zhou.  Green Energy & Environment. 2016(01)



本文編號(hào)：3353355