鋰氧氣電池因其超高的理論能量密度受到了學(xué)者們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注,被認(rèn)為最可能的下一代儲(chǔ)能體系,有望在電動(dòng)汽車、野外、軍事、水上裝備等實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。鋰氧氣電池由鋰負(fù)極、電解液、隔膜及氧氣正極構(gòu)成。相比于其他體系的鋰氧氣電池體系,有機(jī)體系鋰氧氣電池具有充電平臺(tái)高,安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),然而由于放電產(chǎn)物過氧化鋰（Li2O2）不溶于電解液且導(dǎo)電性差等,造成了鋰氧氣電池面臨著充電電壓高,循環(huán)壽命差等問題。所以提高鋰氧氣電池性能的關(guān)鍵是在充電過程中高效快速分解Li2O2。目前主要有采用開發(fā)固態(tài)正極催化材料和可溶性氧化還原介質(zhì)（redoxmediator,RM）兩種方法,相較于正極的固態(tài)催化劑開發(fā),可溶于電解液中的redox mediator可作為電子傳輸?shù)妮d體,與Li2O2有更加充分的接觸和更快的電子傳輸能力,從而能更好地分解Li2O2。本論文從開發(fā)新型穩(wěn)定的RM出發(fā),首次提出了可溶性分子二茂釕（ruthenocene,Ruc）作為RM用于鋰氧氣電池中。循環(huán)伏安法（cyclic voltammetry,CV）、充放電測(cè)試等電化學(xué)測(cè)試結(jié)果均表明Ruc在鋰氧氣電池中可有效降低充電電壓達(dá)610 mV,顯著提高電池的循... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?（ａ）有機(jī)體系鋰氧氣電池（ｂ）水系鋰氧氣電池（ｃ）固體電解質(zhì)體系鋰氧氣電池（ｄ）混合??體系鋰氧氣電池［７１??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?（ａ）?Ａｐｒ?

浙汀大學(xué)碩丨：畢、丨ｋ論文?實(shí)驗(yàn)方法??Ｓｉ?１?＾?４?ｂ?ｍｍｍ?丨＿．３雕??＿?，丨一ｇ??丨■伽??圖３．１?（ａ）三電極：１對(duì)電極鉑網(wǎng)，２工作電極金片，３參比電極銀絲，４導(dǎo)氣管（ｂ）電解??池：５液面進(jìn)氣口，６出氣口??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１?（ａ）?ｔｈｒｅｅ－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ：?１?ｐｌａｔｉｎｕｍ?ｎｅｔ?ａｓ?ｃｏｕｎｔｅｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ，?２?ｇｏｌｄ?ｓｈｅｅｔ?ａｓ?ｗｏｒｋｉｎｇ??ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ，?３?ｓｉｌｖｅｒ?ｗｉｒｅ?ａｓ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ．?４?ｗｉｎｄｐｉｐｅ?（ｂ）?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｂａｔｔｅｒｙ：?５?ｇａｓ?ｉｎｔａｋｅ?ｏｎ??ｌｉｑｕｉｄ?ｌｅｖｅｌ，?６?ｇａｓ?ｏｕｔｌｅｔ??電解池為自行設(shè)計(jì)加工。如圖３．１所示，池體為６?口，其中１、２和３?口分??別對(duì)電極鉑網(wǎng)，工作電極金片，參比電極銀絲。４為長(zhǎng)導(dǎo)氣管，可伸到液面以下，??在通氣后可在溶液中不斷鼓泡，使得溶液內(nèi)部被氧氣或氬氣飽和。５?口為液面進(jìn)??氣口，為了保持在測(cè)試過程中液面維持氧氣或氬氣的氛圍，且要避免長(zhǎng)進(jìn)氣口??通氣時(shí)對(duì)于溶液的攪動(dòng)，應(yīng)在測(cè)試箱外通過一個(gè)電磁閥控制氣路的切換，測(cè)試??開始后應(yīng)關(guān)閉長(zhǎng)進(jìn)氣口，接通短進(jìn)氣口維持液面的氣體氛圍。６為出氣口。??「觀??１９??

浙江人學(xué)碩士畢業(yè)論文?鋰氧氣電池中新型穩(wěn)定ＲＭ的開發(fā)??原過程不會(huì)產(chǎn)生影響，這也排除在鋰氧氣電池中因?yàn)檠鯕馀cＲＵＣ分子發(fā)生反應(yīng)??而被消耗。??：＇ｉ?ｊＴ??｜〇．２－?—Ａｒ?叫?／??Ｉ?ｊｌ??Ｉ．，?／?ｔ??２．０?２．５?３．０?，?３．５?４．０??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ?ｖｓ?Ｌｉ＋／Ｌｉ）??圖４．２?Ｒｕｅ在Ａｒ氣氛圍下ＣＶ曲線的分析??Ｆｉｇｕｒｅ?４．２?ｔｈｅ?ａｎｙｓｉｓ?ｏｆ?ＣＶ?ｒｅｓｕｌｔ?ａｔ?Ａｒ?ａｔｍｏｓｈｐｅｒｅ．??圖４．２中Ｒｕｅ的氧化峰的峰電流（Ｉｐ，ａ）為０．４１?ｍＡ，Ｒｕｅ的還原峰的峰電流（Ｉｐ，ｃ）??為０．４０ｍＡ，則Ｉｐ．ａ／Ｉｐ．ｃ的值接近１，表明氧化峰與還原峰高度對(duì)稱，Ｒｕｅ在電解??液中的得失電子而產(chǎn)生的氧化還原反應(yīng)高度可逆。??４．３．２?Ｒｕｅ在電池首圈充故電中測(cè)試??由ＣＶ曲線可知Ｒｕｅ分子具有合適的氧化還原電位，在理論上可作為ＲＭ，??起到在鋰氧氣電池中降低ＯＥＲ過程過電位的催化作用。在鋰氧氣電池中，以純??碳ＫＢ為正極材料，不添加任何其他正極催化劑，通過對(duì)比有無Ｒｕｅ分子的鋰氧??氣電池的首圈充放電曲線的放電電壓平臺(tái)，對(duì)Ｒｕｅ實(shí)際是否具有催化ＯＥＲ反應(yīng)、??降低充電電壓的作用進(jìn)行評(píng)價(jià)。??２８??


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