非水系Li-O₂電池因超高的理論比能量(11000 Wh kg^-1)而被作為下一代能源儲(chǔ)備系統(tǒng)應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域。近年來(lái),Li-O₂電池的研究雖然取得了很大的進(jìn)步,但是依舊存在很多問(wèn)題限制其大規(guī)模應(yīng)用,其中電解液的分解和揮發(fā)是重要的瓶頸之一。Li-O₂電池在放電過(guò)程中,氧氣得到一個(gè)電子生成具有很強(qiáng)活性的超氧自由基,與電解液和空氣電極發(fā)生反應(yīng),生成碳酸鹽、聚酯類等副產(chǎn)物,從而使電池性能迅速下降。為此,我們提出使用三氟甲磺酸鈰作為超氧自由基捕捉劑添加到電解液中以提高電池性能的策略。首先通過(guò)離線紫外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三氟甲磺酸鈰中的鈰離子具有超氧自由基捕捉作用。然后將三氟甲磺酸鈰作為添加劑加入到四乙二醇二甲醚(G4)電解液中,提高電池循環(huán)性能。在電流密度為500 mA g^-1,限定容量為1000 mAh g^-1的條件下,G4電解液的循環(huán)圈數(shù)僅為45圈,而加入三氟甲磺酸鈰的G4電解液的循環(huán)圈數(shù)能夠達(dá)到85圈,接近G4電解液的兩倍;在電流密度為1000 mA g^-...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰-空氣電池概述
    1.3 鋰-空氣電池基本原理
    1.4 鋰-空氣電池空氣電極研究進(jìn)展
    1.5 鋰空氣電池電解質(zhì)研究進(jìn)展
    1.6 鋰空氣電池存在的問(wèn)題
    1.7 本文選題依據(jù)和主要研究思路
        1.7.1 選題依據(jù)
        1.7.2 研究工作
第二章 三氟甲磺酸鈰對(duì)四乙二醇二甲醚電解液性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及步驟
    2.3 測(cè)試與表征
        2.3.1 超氧自由基捕捉測(cè)試
        2.3.2 紫外-可見吸收光譜測(cè)試
        2.3.3 電化學(xué)穩(wěn)定窗口和循環(huán)伏安曲線測(cè)試
        2.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.5 掃描電鏡測(cè)試(SEM)
        2.3.6 X射線衍射(XRD)測(cè)試
        2.3.7 全反射紅外和核磁測(cè)試
    2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.4.1 三氟甲磺酸鈰對(duì)超氧自由基的捕捉效果測(cè)試
        2.4.2 三氟甲磺酸鈰對(duì)Li-O₂電池電化學(xué)性能的影響
        2.4.3 Li-O₂電池產(chǎn)物的測(cè)試與表征
    2.5 本章小結(jié)
第三章 碘化鈰(CeI₃)對(duì)四乙二醇二甲醚電解液性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及步驟
    3.3 測(cè)試與表征
        3.3.1 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.2 掃描電鏡測(cè)試(SEM)
        3.3.3 X射線衍射(XRD)測(cè)試
        3.3.4 全反射紅外和核磁表征
        3.3.5 鋰-氧氣電池電化學(xué)測(cè)試
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.4.1 碘化鈰對(duì)Li-O₂電池電化學(xué)性能的影響
        3.4.2 Li-O₂電池產(chǎn)物的測(cè)試與表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碘化鈰對(duì)凝膠態(tài)PVDF-HFP聚合物電解質(zhì)在Li-O₂電池中性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及步驟
    4.3 測(cè)試與表征
        4.3.1 聚合物電解質(zhì)膜的紅外光譜測(cè)試
        4.3.2 聚合物電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率測(cè)試
        4.3.3 Li-O₂電池電化學(xué)測(cè)試
        4.3.4 超氧化鉀篩選法來(lái)測(cè)試聚合物電解質(zhì)膜的穩(wěn)定性
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.4.1 聚合物電解質(zhì)膜的力學(xué)性能測(cè)試
        4.4.2 聚合物電解質(zhì)的紅外光譜表征
        4.4.3 聚合物電解質(zhì)電化學(xué)測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3788087