鋅-空氣電池具有能量密度高、成本低以及安全性好等優(yōu)點;鋅鎳電池具有單體電壓高、可高倍率充放電等優(yōu)點。從單體水平將這兩種電池結(jié)合起來形成的一種新型混合電池能夠同時具有鋅-空氣電池與鋅鎳電池的雙電池特征,從而可以為新能源汽車動力電池的研究提供一種新的思路。要實現(xiàn)鋅-空氣/鋅鎳混合電池的雙電池特性,具有實現(xiàn)兩種電池反應(yīng)功能的高性能電極材料的設(shè)計合成是關(guān)鍵。本文首先針對鋅-空氣電池對空氣正極的性能要求,設(shè)計并合成了一系列具有氧還原/氧生成（ORR/OER）催化功能的Co@NC-X納米材料,然后以具有最優(yōu)ORR/OER性能的Co@NC-850為基礎(chǔ),再針對鋅鎳電池對正極材料的性能要求,進一步合成出一種新型的Co@NC-850/Ni（OH）₂納米復(fù)合電極材料。該復(fù)合電極材料既具有鋅-空氣電池反應(yīng)所需要的ORR/OER催化性能,又具有鋅鎳電池反應(yīng)所需要的氧化-還原反應(yīng)能力。同時,本論文還開展了混合電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究,根據(jù)電池設(shè)計準(zhǔn)則設(shè)計并組裝了一種具有平面垂直式結(jié)構(gòu)的混合電池系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上對基于Co@NC-850/Ni（OH）₂納米復(fù)合電極材料的混合電... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋅-空氣電池
        1.2.1 鋅-空氣電池工作原理
        1.2.2 鋅-空氣電池結(jié)構(gòu)
        1.2.3 鋅-空氣電池正極催化材料的研究
    1.3 鋅鎳電池
        1.3.1 鋅鎳電池的工作原理
        1.3.2 鋅鎳電池的結(jié)構(gòu)
    1.4 鋅-空氣/鋅鎳混合電池
        1.4.1 混合電池特點與研究現(xiàn)狀
        1.4.2 反應(yīng)原理及電池組成
    1.5 本文研究思路與內(nèi)容
2 混合電池納米復(fù)合電極材料的合成與電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 主要儀器設(shè)備
        2.2.3 物理表征手段
        2.2.4 電化學(xué)性能測試分析方法
    2.3 氮摻雜石墨烯負(fù)載鈷納米顆粒催化電極材料的合成與性能研究
        2.3.1 材料合成
        2.3.2 合成機理與物性表征分析
        2.3.3 ORR/OER催化性能測試分析
    2.4 Co@NC-850/Ni(OH)2納米復(fù)合電極材料的合成與性能研究
        2.4.1 電極材料合成
        2.4.2 合成機理與物性表征分析
        2.4.3 電化學(xué)性能測試分析
    2.5 本章小結(jié)
3 鋅-空氣/鋅鎳混合電池結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究
    3.1 電池設(shè)計準(zhǔn)則
    3.2 電池結(jié)構(gòu)類型
        3.2.1 傳統(tǒng)平面電池結(jié)構(gòu)
        3.2.2 流體電池結(jié)構(gòu)
        3.2.3 柔性電池結(jié)構(gòu)
    3.3 鋅-空氣/鋅鎳混合電池各部件設(shè)計
        3.3.1 混合電池正極設(shè)計
        3.3.2 鋅電極設(shè)計
        3.3.3 電解液的選擇
        3.3.4 隔膜的選擇
        3.3.5 混合電池外殼設(shè)計
    3.4 混合電池的組裝與測試
        3.4.1 混合電池的組裝
        3.4.2 混合電池電化學(xué)性能研究
        3.4.3 實物放電測試研究
    3.5 本章小結(jié)
4 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電動汽車電池當(dāng)前現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢探析[J]. 杜弘.  時代汽車. 2017(20)
[2]電動汽車電池的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 華政,梁風(fēng),姚耀春.  化工進展. 2017(08)
[3]電動車動力鋰離子電池的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 熊碧云,康海波.  電源技術(shù). 2013(05)
[4]汽車用鋅空氣動力電池研究現(xiàn)狀[J]. 景義軍,郭際,孟憲玲,武彩霞.  電源技術(shù). 2011(10)
[5]電動汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 宋永華,陽岳希,胡澤春.  電網(wǎng)技術(shù). 2011(04)
[6]鉛酸蓄電池充電技術(shù)綜述[J]. 廖金華,李建黎.  蓄電池. 2010(03)
[7]線性掃描伏安法與循環(huán)伏安法實驗技術(shù)[J]. 何為,唐先忠,王守緒,王磊.  實驗科學(xué)與技術(shù). 2005(S1)

博士論文
[1]動力鋰離子電池組壽命影響因素及測試方法研究[D]. 時瑋.北京交通大學(xué) 2014
[2]高性能鎳氫電池及其新型正極材料的研究[D]. 劉元剛.天津大學(xué) 2007

碩士論文
[1]電動車用鋅-空氣電池模組設(shè)計及性能研究[D]. 牛福.大連理工大學(xué) 2017
[2]NiZn電池的構(gòu)筑、性能研究及其回收[D]. 簡妍.江蘇理工學(xué)院 2016
[3]大容量鋰離子動力電池設(shè)計與性能研究[D]. 段建峰.江西理工大學(xué) 2013
[4]基于銀催化的堿性鋅空氣電池設(shè)計研究[D]. 張海寧.蘭州大學(xué) 2011



本文編號：3216573