近年來，鋰空氣電池因具有比能量高、環(huán)境友好、價格低廉等突出優(yōu)點而被廣泛研究，但其充放電過電勢大、庫倫效率低、倍率性能差等缺點已嚴重阻礙其實用化進程。本文針對這些突出問題，從優(yōu)化空氣陰極結(jié)構(gòu)、制備高分散陰極催化劑等方面開展了研究工作。采用水熱法合成了球形、立方體、八面體和納米棒等四種不同形貌和粒徑的Co3O4催化劑，并以此為基礎采用原位蔗糖碳化法制備了Co3O4/C空氣陰極，應用于鋰空氣電池。結(jié)果表明，其中粒徑最小的球狀的Co3O4（24nm）與炭黑顆粒的結(jié)合最有效，催化劑的性能最佳。Co3O4可有效提高電池的循環(huán)性能，含量為10wt.%，首次放電比容量達到了462mAh·g-1催化劑（0.10mA·cm-2），第5次循環(huán)的容量保持率仍然高達61.3%，此時充電電壓也比較低（3.75V）。采用微波輔助乙二醇法合成了Pd/C催化劑，以此為基礎用原位蔗糖碳化法制備了Pd/C空氣陰極。結(jié)果表明，Pd高度分散在XC-72炭黑顆粒表面，暴露較多活性位點，碳化前后的平均粒徑分別為2.6nm和2.8nm，碳化的蔗糖層將Pd顆粒粘結(jié)在XC-72炭黑上、Pd/C催化劑粘結(jié)在基質(zhì)上，陰極呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)。碳化蔗... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1兩種基于組合電解液的鋰空氣電池結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1-2 “小袋型”鋰空氣電池結(jié)構(gòu)示意圖：a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，b)外部包裝[20]1.2.3 陰極結(jié)構(gòu)及防水透氣膜的研究鋰空氣電池具有類似于燃料電池的半開放式結(jié)構(gòu)，因此如何防止空氣中的CO2和 H2O 進入電池內(nèi)部腐蝕金屬鋰是提高電池性能的關鍵。目前的解決方法主

圖 1-3 空氣陰極結(jié)構(gòu)示意圖[24]由擴散層和催化層組成的類似于質(zhì)子交換首先將碳紙在特氟龍乳液中浸泡一段時間擴散層，然后在高溫高壓下將碳粉、MnO層的一側(cè)，催化層的增重為 3.03 ~ 3.76 mg


本文編號：3446757