鋁空氣電池由于其較高的理論能量密度(8100 Wh g^-1)、容量密度(2980 Ah kg^-1)、環(huán)保安全、資源豐富的優(yōu)點,是解決當下能源問題和環(huán)境問題的理想化學電源。目前鋁空氣電池處于產業(yè)化起步階段,解決鋁的自腐蝕,改善鋁空氣電池電化學性能,是開發(fā)高比容量和高比功率的鋁空氣電池的關鍵。為此,本課題研究了鹽-堿雙電解質和鹽基堿性電解質,從而抑制鋁的自腐蝕。此外,本課題對鋁空氣電池的結構進行優(yōu)化設計,并研究其電化學性能,使其能適應動力電池的應用。首先,研究NaCl溶液為陽極電解質、NaOH溶液為陰極電解質的鹽-堿雙電解質鋁空氣電池的性能,正陽極電解液之間通過陽離子交換膜隔開。研究NaCl濃度對電池的影響,確定當NaCl濃度達到3 mol L^-1以上時電池呈現(xiàn)出較好的電化學性能。通過研究溫度對電池性能的影響,確定60℃為電池運行的理想溫度�；跇O距對電池性能的影響,設計出微極距的雙電解質鋁空氣電池結構,并基于鋁陽極便捷更換的需求,對電池單體結構進行優(yōu)化。通過恒流放電得出鹽-堿雙電解質鋁空氣電池的比容量可以達到2661 Ah...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 鋁空氣電池的發(fā)展簡介
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 陽極
        1.3.2 陰極
        1.3.3 電解液
        1.3.4 鋁空氣電池系統(tǒng)
    1.4 本課題的選題依據與研究內容
        1.4.1 選題依據
        1.4.2 研究內容
第2章 實驗原料、儀器與測試方法
    2.1 實驗平臺及方法
    2.2 電化學性能表征
    2.3 材料物象表征
第3章 鹽-堿雙電解質鋁空氣電池的性能研究
    3.1 引言
    3.2 鹽-堿雙電解質鋁空氣電池的原理分析
    3.3 電解液濃度對電池電化學性能的影響
        3.3.1 電池的制作與組裝
        3.3.2 電化學測試
        3.3.3 電化學性能分析
        3.3.4 鋁陽極材料表征
    3.4 溫度對電池電化學性能的影響
        3.4.1 電池的組裝與測試
        3.4.2 電化學性能分析
    3.5 微極距雙電解質鋁空氣電池的研究
        3.5.1 微極距雙電解質鋁空氣電池結構設計
        3.5.2 微極距雙電解質鋁空氣電池電化學性能研究
    3.6 便于快速更換陽極的電池結構設計
    3.7 本章小結
第4章 鹽基堿性電解質研究
    4.1 引言
    4.2 電解液酸堿度對電池性能的影響研究
        4.2.1 混合溶液的制備
        4.2.2 電池的組裝與測試
        4.2.3 電化學性能分析
    4.3 陽極電解液加NaOH而電解液不循環(huán)對電池性能的影響
        4.3.1 電解液的制備
        4.3.2 電池的組裝與測試
        4.3.3 電化學性能分析
    4.4 電解液循環(huán)研究
        4.4.1 電解液配制、電池組裝與電化學測試
        4.4.2 電化學性能分析
    4.5 本章小結
第5章 鋁空氣動力電池的設計及中試研究
    5.1 引言
    5.2 鋁空氣動力電池單體設計及組裝
    5.3 鋁空氣動力電池電化學性能研究
        5.3.1 電池極距對鋁空氣動力電池性能的影響
        5.3.2 電解液流速對鋁空氣動力電池性能的影響
        5.3.3 恒流放電研究
    5.4 中試規(guī)模鋁空氣動力電池單體設計及性能研究
        5.4.1 單體殼體設計
        5.4.2 鋁陽極-端蓋一體化設計
        5.4.3 鎳框架的研究
        5.4.4 電池的組裝與測試
        5.4.5 鋁空氣動力電池模組的設計
    5.5 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
碩士期間獲得的學術成果



本文編號：3775194