新型儲能器件因其轉(zhuǎn)換率高、易于構(gòu)建和儲存方便等優(yōu)勢越來越多受到人們重視。其中鋰氧電池比能量密度高達(dá)3500 Wh kg^-1以上,有望取代汽油成為新一代汽車動力電源。盡管鋰氧電池有良好的應(yīng)用前景,但是仍存在許多難題和挑戰(zhàn),如容量發(fā)揮較差、循環(huán)效率較低、電解質(zhì)易分解和循環(huán)壽命短等。主要原因如下:1)充放電反應(yīng)過程中發(fā)生嚴(yán)重副反應(yīng);2)高效催化劑匱乏。針對目前其面臨的問題,本論文以設(shè)計和制備高活性催化劑為研究目的,開展以下三方面的研究:1.采用水熱法一步合成套層球形微納結(jié)構(gòu)的NiO材料。通過催化測試表明,多層納米球結(jié)構(gòu)的NiO材料在堿性溶液中具有很好的電催化性能,尤其表現(xiàn)出突出的氧析出性能和很強(qiáng)的穩(wěn)定性。NiO材料在恒流測試中,放電截止電壓為2.0 V時,放電比容量可以達(dá)到3040 mAh g^-1。此外,在0.1 mA cm^-2恒定比容量800 mAh g^-1條件下,可以循環(huán)50次以上。x射線光電子能譜檢測到:在放電過程中生成Li₂O₂和Li₂

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圖1-1經(jīng)典Li-O2電池的充放電機(jī)理示意圖

圖1-1經(jīng)典Li-O2電池的充放電機(jī)理示意圖[22]Figure1-1SchematicconfigurationofatypicalLi–O2cell鋰離子電池一樣，質(zhì)子Li-O2電池?fù)碛兄叩睦鞥°=2.96V)反應(yīng)來說大約為3600Whkg....

圖1-2(a)片層石墨、預(yù)處理石墨和氧化石墨烯、(b)石墨烯的XRD圖和(c-d)多層石墨烯結(jié)構(gòu)表面

理石墨和氧化石墨烯、(b)石墨烯的XRD圖和(c-d)形貌圖[58]offlakegraphite,pretreatedgraphiteandgrapheneoxidecemorphologiesofmultilayergraphenestructu....

圖1-3蜂窩炭-400(a,b)和蜂窩炭-100(c,d)的場發(fā)射電鏡圖；蜂窩炭-100(e,f)的透射電鏡圖

形貌圖[58]offlakegraphite,pretreatedgraphiteandgrapheneoxidecemorphologiesofmultilayergraphenestructures(c-d)孔大小在2-50nm之間的碳材料，它....

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納米片(a)和氮摻雜石墨烯納米片(b)的透射電鏡圖；(c)石墨烯納米片和N1s的XPS譜圖；(d)石墨烯納米片電極和氮摻雜石墨烯納米片電極在不同下的電壓曲線圖[74]MimagesofGNSs(a)andN-dopedGNSs(b);XPS....

本文編號：3980632