鋰氧氣電池作為一種新興的能量密度體系,具有較高的理論能量密度,是鋰離子電池的十倍左右,已經(jīng)能夠和汽油相媲美。因此,近幾年獲得了很多的關(guān)注,許多研究者都致力于研究鋰氧氣電池,并推動其走向?qū)嶋H應(yīng)用。在本文中,以鋰氧氣電池正極材料作為主要的研究課題。主要針對具有尖晶石結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物方向,借助相關(guān)的技術(shù)手段,進行更加深入的探討,包括電極材料的形貌、不同的電極結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點、不同材料對電池性能的影響等。首先,制備了四種不同的過渡金屬氧化物材料MCo2O4（M=Ni,Mg,Fe,Cu）,將其與碳材料（作為導電劑）以及粘結(jié)劑PVDF混合作為實際的電極材料。通過對比四種過渡金屬氧化物的電池測試性能,分析并找出其中整體性能更佳的一個,進行深入研究。其次,嘗試將CNTs（碳納米管）直接與MCo2O4中的NiCo2O4進行復合,研究其性能。第三,對整體性能最好的MgCo₂O₄進行電極結(jié)構(gòu)的升級,以此避免由于碳材料以及粘結(jié)劑所帶來的副反應(yīng)。采用長有石墨烯的泡沫鎳作為基底,生長催化劑MgCo₂O₄。采用這種無粘結(jié)劑的三維結(jié)... 

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

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 有機鋰氧氣電池研究背景
    1.2 有機鋰氧氣電池的機理研究
2→Li₂O₂）">        1.2.1 放電過程（O₂→Li₂O₂）
2O₂→O₂）">        1.2.2 充電過程（Li₂O₂→O₂）
    1.3 正極材料的研究進展
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 金屬氧化物（與碳混合）
        1.3.3 貴金屬（與碳混合）
        1.3.4 無碳電極
    1.4 電解液的研究進展
        1.4.1 碳酸鹽類電解液
        1.4.2 醚類電解液
        1.4.3 含硫電解液
        1.4.4 離子液體
        1.4.5 鋰鹽
    1.5 鋰金屬負極的研究進展
    1.6 有機鋰氧氣電池面臨的問題
    1.7 本文的主要研究方向-電極材料
第二章 電池的表征手段與組裝
    2.1 電池表征手段
        2.1.1 物理表征
        2.1.2 電化學測試
    2.2 電池組裝
第三章 過渡金屬氧化物材料作為鋰氧氣電池正極
    3.1 實驗方法
        3.1.1 材料制備方法
        3.1.2 電極制作
2O₄作為鋰氧氣電池正極">    3.2 NiCo₂O₄作為鋰氧氣電池正極
2O₄作為鋰氧氣電池正極">    3.3 MgCo₂O₄作為鋰氧氣電池正極
2O₄和CuCo₂O₄作為鋰氧氣電池正極">    3.4 FeCo₂O₄和CuCo₂O₄作為鋰氧氣電池正極
    3.5 固態(tài)電解質(zhì)（LAGTP）初步用于鋰氧氣電池
    3.6 本章小結(jié)
2O₄與CNTs的復合材料作為鋰氧氣電池正極">第四章 NiCo₂O₄與CNTs的復合材料作為鋰氧氣電池正極
    4.1 實驗方法與電池組裝測試
    4.2 電池表征及分析
        4.2.1 物理表征及數(shù)據(jù)分析
        4.2.2 循環(huán)充放電測試
    4.3 小結(jié)
2O₄@Graphene@Ni Foam作為鋰氧氣電池正極">第五章 MgCo₂O₄@Graphene@Ni Foam作為鋰氧氣電池正極
    5.1 引言
    5.2 材料合成以及電池組裝
        5.2.1 在泡沫鎳上生長石墨烯（3D-G）
2O₄生長在三維石墨烯上（MgCo₂O₄@3D-G）">        5.2.2 將MgCo₂O₄生長在三維石墨烯上（MgCo₂O₄@3D-G）
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 電池放電前材料表征與分析
        5.3.2 電化學性能測試
        5.3.3 電池放電后的電極表征與分析
    5.4 本章小結(jié)
2O₄@Graphene@Ni Foam作為鋰氧氣電池正極">第六章 Au@MgCo₂O₄@Graphene@Ni Foam作為鋰氧氣電池正極
    6.1 實驗方法與電池測試
    6.2 電池表征與結(jié)果分析
        6.2.1 材料的SEM表征與分析
        6.2.2 電池的電化學性能分析
    6.3 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻
碩士期間成果
致謝



本文編號：3050561