二次鋰氧氣（Li-O₂）電池因具有超高的理論能量密度而有望成為新一代儲能體系。其中,基于有機電解液體系的鋰氧氣電池具有廣泛的應用前景而逐漸成為研究熱點。Li-O₂電池工作核心是放電產(chǎn)物Li₂O₂的可逆形成與分解。然而,Li₂O₂自身電子電導率和離子電導率較低,造成電池充電過程極化嚴重,電池能量效率降低,且高電壓下電解液的分解等問題會加劇電池性能惡化。因此,本研究從調控放電產(chǎn)物角度出發(fā),通過對正極進行表面修飾,優(yōu)化放電產(chǎn)物的成分和形貌,進而降低充電電壓,提高電池能量效率。主要研究成果如下:（1）采用磁控濺射在高比表面積碳納米管表面沉積SnO₂納米顆粒,構建SnO₂/CNTs復合正極并應用于Li-O₂電池中,增強正極對放電產(chǎn)物的吸附作用。由于SnO₂與氧活性物質的強相互作用,放電中間產(chǎn)物LiO₂更易于吸附到正極附近,從而促進納米化放電產(chǎn)物的形成,且吸附... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a,左）不同類型電池的比能量密度(Whkg-1);（b,右）不同電化學體系作為動力電[4]

高性能鋰氧氣電池復合正極構筑及放電產(chǎn)物調控研究在 1996年 Abraham 等[9]就提出以氧氣和金屬鋰分別為正負極、聚的鋰氧氣電池模型，但由于循環(huán)性能較差并未引起廣泛的關注。，Bruce 等[10]證明了產(chǎn)物的可逆分解，相關的研究才得到廣泛的目前為止，鋰氧氣電池體系仍存在著諸多的問題，考慮到實際生機理研究和性能改善仍需進一步的探索。氧氣電池分類和工作原理i-O2依據(jù)電池所采用的電解質可分為四類，如圖 1.2所示[5]，分別解液體系鋰氧氣電池；（b）水系鋰氧氣電池；（c）混合電解質池（水溶劑浸入陰極，質子惰性電解質浸入陽極）；（d）固態(tài)（鋰氧氣電池。

第一章 緒論Bruce 等[4]已證明放電過程 Li2O2的形成是一個兩電子逐步轉移的過程過程較為復雜。具體的放電機理尚沒有統(tǒng)一定論，目前主要有兩種模 1.3 所示[4]。放電時，負極的 Li 失去電子被氧化成 Li+，而正極的活性先接受一個電子與 Li+形成超氧化鋰（LiO2），之后的反應步驟取決于在電解液的溶解能力和電極對 LiO2的吸附能力。溶于電解液的 LiO2歧化反應，生成 Li2O2和 O2，難溶的 Li2O2從電解液中析出沉積到電是為溶液模型；而吸附在電極表面的 LiO2*直接接受電子和 Li+形成產(chǎn)物沉積在電極表面[12-15]，是為表面模型。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]非水溶劑Li-O2電池鋰負極研究進展（英文）[J]. 張彥濤,劉圳杰,王佳偉,王亮,彭章泉.  物理化學學報. 2017(03)



本文編號：3431977