近年來,隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,二次電池作為重要的儲(chǔ)能設(shè)備受到了廣泛的關(guān)注。其中,鋰空氣電池由于具有極高的理論比容量和比能量,被認(rèn)為是最具潛力的二次電池。鋰空氣電池以空氣中的氧氣作為反應(yīng)物,分別在放電和充電過程中在正極上發(fā)生氧氣還原反應(yīng)（ORR）與氧氣析出反應(yīng)（OER）,AuPt合金等合適的雙向催化劑能夠有效降低反應(yīng)過電壓,提升正極材料的循環(huán)性能。本文采用電沉積方法,在碳紙等基體上原位制備了粒徑小、分散均勻的AuPt合金,研究了AuPt合金的電沉積過程,以及電極基體、主鹽濃度、添加劑等條件對(duì)AuPt合金催化性能的影響。首先通過循環(huán)伏安曲線和極化曲線研究了AuPt合金的電沉積過程,發(fā)現(xiàn)主要存在Au的沉積、Pt的轉(zhuǎn)化和AuPt的共沉積三個(gè)過程,確定了-0.3 V（vs.SCE）作為沉積電勢(shì)。研究表明,鍍液中主鹽總濃度為20 mmol·L^-1時(shí),AuPt合金的沉積過程受電化學(xué)和擴(kuò)散的混合控制,擴(kuò)散系數(shù)為5.6172×10^-5 cm2·s^-1,AuPt合金的成核過程為有利于納米晶形成的瞬時(shí)成核過程。然后比較了碳紙（CP）、碳紙... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

非水鋰空氣電池的工作原理

圖 1-2 多孔正極的結(jié)構(gòu)示意圖[24]ran 等[27]的研究成果也發(fā)現(xiàn)，在多孔碳材料中當(dāng)孔徑 2 nm 以上量隨著碳材料的孔隙率的增加而增加。造成上述顯現(xiàn)的主要原于電池的放電產(chǎn)物會(huì)在碳材料表面和碳材料的孔隙間同時(shí)沉孔在 2 nm 以下時(shí)，微孔會(huì)被電池的放電產(chǎn)物堵塞，導(dǎo)致 O2-不相界面進(jìn)行反應(yīng)，這就會(huì)大大的降低了多孔碳材料的利用率。因50 nm 時(shí)碳材料的利用率會(huì)比較高。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)采用的 CP 基體較大會(huì)造成對(duì)空間的浪費(fèi)，因此本實(shí)驗(yàn)將對(duì) CP 進(jìn)行進(jìn)一步加利用。[28]用表面積 62 m2·g-1、孔徑 50 nm 的 Super C 制備空氣電極，池，電池的放電容量為 3000 mAh·g-1（c），而具有較高表面積的-1）放電容量卻低于 SuperC 的放電容量。這表明影響電池性能面積并非是主要因素，與正極材料的孔隙大小和體積均有關(guān)系[29]將科琴黑（EC600JD）和科琴黑（EC300JD）材料應(yīng)用于鋰空 0.1 mA·cm-1的電流密度進(jìn)行恒流放電，截止電壓 1.5 V，放電

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文Xiao 等[31]第一次使用膠體-微乳液法制備了由分層多孔石墨烯組成的新型空氣電極，如圖 1-3 所示。這種層狀多孔電極由含有缺陷和官能團(tuán)的石墨烯層構(gòu)成。放電測(cè)試時(shí)有極高的放電容量 15000 mAh·g-1（c），這是因?yàn)橛纱罂捉M成的獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)有利于促進(jìn) O2的快速擴(kuò)散；同時(shí)具有較高的電極反應(yīng)三相界面。石墨烯上的缺陷和官能團(tuán)有利于島狀的 Li2O2納米顆粒的形成，并且可以避免電極的阻塞。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Nanocarbons and their hybrids as catalysts for non-aqueous lithium–oxygen batteries[J]. Yunchuan Tu,Dehui Deng,Xinhe Bao.  Journal of Energy Chemistry. 2016(06)
[2]基于有機(jī)和組合電解液的鋰空氣電池研究進(jìn)展[J]. 童圣富,何平,張雪蘋,趙世勇,周豪慎.  電化學(xué). 2015(03)
[3]正極材料與催化劑對(duì)鋰空氣電池性能的影響及相關(guān)研究進(jìn)展[J]. 羅志虹,趙玉振,郭珺,羅鯤.  材料導(dǎo)報(bào). 2015(07)
[4]石墨烯在鋰系二次電池中的應(yīng)用:進(jìn)展與展望[J]. 鄭曉雨,蘇方遠(yuǎn),楊全紅,康飛宇.  功能材料. 2013(19)
[5]鋰空氣電池的研究進(jìn)展[J]. 王芳,梁春生,徐大亮,曹慧群,孫宏元,羅仲寬.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2012(12)
[6]鋰-空氣電池的研究進(jìn)展[J]. 高勇,王誠,蒲薇華,鄧長生.  電池. 2011(03)

博士論文
[1]可充鋰空氣電池關(guān)鍵材料研究[D]. 王紅.上海交通大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3109911