發(fā)布時間：2023-10-29 12:43

　　非水系鋰空氣電池作為一種高能量密度的二次電池是后鋰離子時代的一種新型電池。由于其超高的能量密度而受到了國內外的廣泛關注和研究。于此同時,鋰空氣電池目前仍存在許多的問題,如放電產(chǎn)物Li₂O₂的不溶性使其在放電后會在正極表面堆積容易堵塞正極孔道,導致正極鈍化而影響傳質效率使電池使用壽命降低;Li₂O₂自身的絕緣性質使得充電過程需要更高的電壓進行分解,從而導致高的充電過電勢。盡管各種催化劑已經(jīng)被運用到碳基正極中來改善此類問題,然而碳基正極自身也存在弊端。傳統(tǒng)的碳基正極由于容易受到放電產(chǎn)物和放電中間產(chǎn)物(O₂^2-和O₂^-)的進攻而生成一些不必要的副產(chǎn)物。而這些副產(chǎn)物具有高的分解電壓,容易在正極表面積累導致高的充電過電勢從而加速電池性能的衰竭。因此,需要開發(fā)一種非碳正極結構來代替目前所研究的碳基正極。為了避免碳材料所帶來的問題,本文采用原位生長的方法直接將催化劑生長于集流體表面從而制備出一種非碳鋰空氣電池正極。并將其運用于...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 鋰空氣電池的概述
    1.3 鋰空氣電池的基本結構和工作原理
        1.3.1 鋰空氣電池的種類和結構特點
        1.3.2 有機體系鋰空氣電池的工作原理
    1.4 鋰空氣電池目前面臨的問題
    1.5 鋰空氣電池正極材料及催化劑的研究進展
        1.5.1 空氣正極的結構
        1.5.2 碳材料正極
        1.5.3 非碳正極
        1.5.4 催化劑
    1.6 論文的選題依據(jù)、研究內容及創(chuàng)新點
        1.6.1 課題的選題依據(jù)
        1.6.2 主要研究內容
        1.6.3 本課題的創(chuàng)新點
第2章 實驗用品與測試方法
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗儀器
    2.3 材料表征
        2.3.1 X射線衍射分析測試
        2.3.2 低溫氮氣吸脫附測試
        2.3.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡測試
        2.3.4 透射電子顯微鏡測試
        2.3.5 能譜分析
        2.3.6 X射線光電子能譜測試
        2.3.7 拉曼光譜測試
        2.3.8 電子順磁共振測試
    2.4 電化學性能測試
        2.4.1 循環(huán)伏安測試
        2.4.2 電化學交流阻抗測試
        2.4.3 恒流充放電測試
第3章 CoO@Ni非碳正極的制備及其在鋰空氣電池中的應用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 非碳正極CoO@Ni和碳基正極KB/Ni的制備
        3.2.2 鋰空氣電池的組裝
        3.2.3 材料結構的表征和電化學性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 水熱時間對Co O@Ni結構的探索
        3.3.2 非碳正極CoO@Ni的結構表征
        3.3.3 非碳正極CoO@Ni與碳基正極KB/Ni的電化學性能對比
        3.3.4 放電產(chǎn)物的表征和分析
    3.4 本章小結
第4章 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正極制備條件的探索
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正極的制備
        4.2.2 鋰空氣電池的組裝
        4.2.3 材料表征及電化學性能測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 水熱時間對CoO@Ni-R結構影響的探索
        4.3.2 不同水熱時間的CoO@Ni-R正極的電化學性能對比
        4.3.3 還原時間對CoO@Ni-R結構及空位的影響
        4.3.4 不同還原時間的CoO@Ni-R正極的電化學性能對比
    4.4 本章小結
第5章 含氧空位CoO@Ni-R正極在鋰空氣電池中的應用研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 鋰空氣電池正極的制備
        5.2.2 鋰空氣電池的組裝
        5.2.3 材料的結構表征及電化學性能測試
    5.3 結果討論
        5.3.1 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正極的結構表征
        5.3.2 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正極的電化學性能測試及分析
        5.3.3 放電產(chǎn)物的表征與分析
    5.4 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
攻讀碩士學位期間的研究成果



本文編號：3858101