鋰-二氧化碳電池由于具有超高的理論比容量和捕獲CO2的能力,引起了科研工作者廣泛關(guān)注。但是,鋰-二氧化碳電池的放電產(chǎn)物L(fēng)i2CO3具有反應(yīng)活性低、分解電位高等特點(diǎn),所以難以在低于4.0V的電位下實(shí)現(xiàn)完全分解。當(dāng)電池多次循環(huán)后,Li2C03容易在電極表面堆積造,成多孔電極堵塞,從而影響電池的動(dòng)力學(xué)過(guò)程、循環(huán)性能和使用壽命。并且,過(guò)高的充電電位不利于電解液的穩(wěn)定。同時(shí),由于Li2C03在有機(jī)電解液中很難溶解,且導(dǎo)電性極差,限制了自身沿著催化劑表面垂直方向生長(zhǎng)的能力,極大地降低了電池的放電容量。因此,開發(fā)具有高比表面積和活化Li2C03能力的高效催化劑,對(duì)提升電池的整體性能具有非常重要的作用。此外,解決鋰-二氧化碳電池中碳酸鹽的堆積問(wèn)題,對(duì)推進(jìn)鋰-空氣電池的實(shí)際應(yīng)用也具有十分重要的意義。本論文從當(dāng)前鋰-二氧化碳電池面臨的重要挑戰(zhàn)出發(fā),采用二氧化釕與碳納米管的復(fù)合材料（CNT@Ru02）作為鋰-二氧化碳電池正極催化劑,以降低Li2C03的分解電位。上述材料結(jié)合了CNT導(dǎo)電性好、比表面積大和Ru02催化性能好的優(yōu)點(diǎn),相較于純的CNT,材料表現(xiàn)出了更好的循環(huán)性能和更低的充電電位,極大的提升了電池的... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鋰－二氧化碳電池結(jié)構(gòu)示意圖??２??

電池循環(huán)性能比純碳材料更優(yōu)異的原因。而且Ｒｕ催化反應(yīng)充電的電??位僅在３．８?Ｖ左右，大幅提升了鋰－二氧化碳電池的能量轉(zhuǎn)化效率。他們提出的??兩種不同的充電路徑，如圖１．２所示［２５，２６］。在放電過(guò)程中，負(fù)極的金屬鋰失去電??子，在電解液中形成Ｌｉ＋，并向外電路提供一個(gè)電子。正極上Ｌｉ＋和Ｃ０２在活性??位點(diǎn)附近結(jié)合生成Ｃ和Ｌｉ２Ｃ〇３。充電過(guò)程涉及兩個(gè)不同的反應(yīng)路徑，其中一個(gè)??３??

４．５Ｖ后的ＴＥＭ圖；ＢＮ－ｈＧ電極原始狀態(tài)、首次放電、充電（ｄ）ＸＲＤ圖和（ｅ）ＥＩＳ圖Ｗ??Ｄａｉ?Ｌｉｍｉｎｇ等人設(shè)計(jì)了一種雙功能的石墨烯基材料，并將其用作裡－二氧化??碳電池正極催化劑［３叱如圖１．３所示，通過(guò)將石墨烯氧化，使石墨烯表面產(chǎn)生大??量的缺陷，并在后續(xù)處理時(shí)摻雜Ｂ和Ｎ，形成Ｂ和Ｎ共摻的多孔石墨烯（ＢＮ－ｈＧ）。??這樣制備的ＢＮ－ｈＧ具有超高的比表面積且得益于Ｂ、Ｎ共摻帶??來(lái)的優(yōu)異的催化性能，電池表現(xiàn)出極高的可逆容量和明顯降低的充放電極化。通??過(guò)ＴＥＭ，他們發(fā)現(xiàn)放電產(chǎn)物Ｌｉ２Ｃ０３顆粒尺寸僅在５０－２００?ｎｍ左右，這也是為什??么電池的循環(huán)性能非常好的原因。何平等人將ＤＥＭＳ和同位素標(biāo)記結(jié)合，原位??分析了?Ｌｉ２Ｃ０３在充電過(guò)程中可能發(fā)生的反應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)ＬｈＣ０３在高電位下分解過(guò)??６??


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