隨著電動(dòng)汽車的大力發(fā)展,傳統(tǒng)的鋰離子電池技術(shù)已無(wú)法滿足能量密度的要求,迫切需要研究和開發(fā)一種高比能量的新型二次電池。鋰空氣電池具有比鋰離子電池高十倍以上的理論比容量(3860 mAh g-1)和比能量(11425 Wh kg-1),有望成為下一代的電動(dòng)車用儲(chǔ)能系統(tǒng)。然而在現(xiàn)階段,由于空氣中H2O和CO2會(huì)對(duì)電池帶來(lái)嚴(yán)重的副反應(yīng),甚至引起安全問(wèn)題,大多數(shù)的鋰空氣電池都是在純氧條件下工作。因此研究應(yīng)用于在環(huán)境空氣中工作的鋰空氣電池的防水透氧層具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。本論文將一種全氟碳化合物(PFC)和硅油(PDMS)混合制備成一種液態(tài)的防水透氧層,并將其應(yīng)用于鋰空氣電池中,在相對(duì)濕度為68%的環(huán)境空氣下實(shí)現(xiàn)了較高的充放電性能。結(jié)果表明在電流密度為0.1mA cm-2時(shí),在環(huán)境空氣中,使用防水透氧層的鋰空氣電池首次放電比容量為4991 mAh g-1,與鋰氧電池的5363 mAh g-1接近,遠(yuǎn)高于無(wú)防水透氧層鋰空氣電池的比容量1936 mAh g-1。在500 mAh g-1等容量循環(huán)模式下,使用防水透氧層鋰空氣電池可以穩(wěn)定運(yùn)行41次循環(huán),接近于在氧氣氣氛中工作的鋰氧電池的47次循環(huán)...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及選題意義
    1.2 鋰空氣電池的簡(jiǎn)介
        1.2.1 鋰空氣電池的概述
        1.2.2 鋰空氣電池的分類
            1.2.2.1 水系鋰空氣電池
            1.2.2.2 有機(jī)體系鋰空氣電池
            1.2.2.3 水-有機(jī)混合體系鋰空氣電池
            1.2.2.4 固態(tài)體系鋰空氣電池
    1.3 鋰空氣電池面臨的挑戰(zhàn)
    1.4 鋰空氣電池防水透氧層的研究進(jìn)展
        1.4.1 防水透氧層的特征
        1.4.2 防水透氧層的研究進(jìn)展
    1.5 本論文的選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 泡沫鎳基底的憎水處理
        2.2.2 空氣電極的制備
        2.2.3 防水透氧層的制備
    2.3 鋰空氣電池的組裝
    2.4 材料的物理表征
        2.4.1 全自動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x
        2.4.2 X射線衍射(XRD)
        2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.4 傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)
    2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.5.1 交流阻抗測(cè)試
        2.5.2 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.5.3 線性掃描伏安測(cè)試
        2.5.4 恒流充放電測(cè)試
第三章 鋰空氣電池PFC-PDMS防水透氧層的性能研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PFC和PDMS的疏水性
        3.3.2 循環(huán)伏安性能
        3.3.3 倍率性能
        3.3.4 首次充放電測(cè)試
        3.3.5 循環(huán)性能
        3.3.6 交流阻抗性能
        3.3.7 放電產(chǎn)物的表征
        3.3.8 PFC-PDMS的水分?jǐn)U散
        3.3.9 循環(huán)后防水透氧層表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 用于鋰空氣電池的高氧離子液體性能研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 電化學(xué)窗口測(cè)試
        4.3.2 線性掃描測(cè)試
        4.3.3 倍率測(cè)試
        4.3.4 完全充放電測(cè)試
        4.3.5 等容量測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
學(xué)術(shù)發(fā)表
致謝



本文編號(hào)：3856653