與其他二次電池相比較,鋰氧氣電池具有較高的理論能量密度（為鋰離子電池的4-5倍）,已成為目前化學電源領(lǐng)域關(guān)注的前沿熱點。但是,由于鋰氧氣電池的循環(huán)穩(wěn)定性差、過電位大、倍率性能差等問題嚴重限制了其實際應用。研究表明,催化劑可以降低氧氣電極的過電勢,減小極化,提高陰極氧氣反應速率,從而提高能量轉(zhuǎn)換效率。因此開發(fā)高效的雙功能催化劑是鋰氧氣電池領(lǐng)域研究的重點。本論文從制備廉價、高催化活性的鎳錳層狀雙金屬氫氧化物（NiMn-LDHs）催化劑并改善其電化學性能的角度出發(fā),選用泡沫鎳為鋰氧氣電池陰極骨架和集流體,分別將其與多壁碳納米管（MWCNTs）和科琴黑（KB）復合來構(gòu)建碳基正極。通過X射線衍射儀、掃描電鏡、透射電鏡等,研究產(chǎn)物物相組成、微觀組織及尺寸形貌等,通過恒流充放電、循環(huán)伏安等測試研究了產(chǎn)物電化學性能。具體開展的研究工作和所取得結(jié)果如下:（1）首先,研究了利用水熱法合成NiMn-LDHs的條件,并將不同條件下制備的NiMn-LDHs為催化劑組裝成鋰氧氣電池,研究了其電化學性能。具體研究了制備過程中氯化鎳和氯化錳的摩爾配比、反應溫度及時間對制備的NiMn-LDHs樣品結(jié)晶度、形貌及催化性能... 

【文章來源】：陜西科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３有機體系鋰氧氣電池示意圖??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｙｓｔｅｍ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｏｘｙｇｅｎ?ｂａｔｔｅｒｙ??

層狀雙金屬氫氧化物，簡稱ＬＤＨｓ。是由兩種或兩種以上的金屬元素組成且結(jié)構(gòu)??與水鎂石類似的層狀氫氧化物。擁有層狀結(jié)構(gòu)，層板帶正電荷，層間區(qū)域為可交換??的陰離子，晶體結(jié)構(gòu)如圖１－５。ＬＤＨｓ的結(jié)構(gòu)單元是金屬－氧八面體，六個頂角都為??０Ｈ－，八面體中心是金屬離子。八面體間相互連結(jié)進而形成了二維延伸的配位八面??體結(jié)構(gòu)層［？］。它的化學通式為［ＭＡ－ｘＭ３％?（０Ｈ）２］ｘ＋［Ａｎ－］ｘ／ｎ＿ｙＨ２０，?Ｍ２＋代表?Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、??Ｎｉ２＋等二價金屬離子。Ｍ３＋代表Ｓｃ３＋、Ｍｎ３＋、Ｃｒ３＋等三價金屬離子；ｘ表示每摩爾ＬＤＨ??中含有Ｍ３＋的摩爾數(shù)ｌ７１】；Ａｎ－代表ＯＨ－、Ｃ〇３２－、ＮＯ３、Ｃｌ－等價數(shù)為ｎ的陰離子；ｙ是??每摩爾ＬＤＨ中所含結(jié)晶水的摩爾數(shù)，其值通常在０．２？０．４之間。這些特殊結(jié)構(gòu)使其??在聚合物／ＬＤＨ納米復合材料［７２］、催化磁性材料Ｈ１、藥物釋放及光學材料［７６］??等領(lǐng)域有廣闊前景。??一??＝５＊?ｃ?—？?ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ?ｄｏｍａｉｎ??Ｉ?Ｔ??｜?１?二―ｂａｓａｌ?ｓｐａｃｉｎｇ?（ｄｏ＾）??Ｉ?丄?。＊??；ａｎｉｏｎｓ?Ｈ２〇??圖１－５?ＬＤＨｓ的結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＬＤＨｓ??１．４．２層狀雙金屬氫氧化物的性質(zhì)??（１）

圖２－１鋰氧氣電池模型裝置??Ｆｉｇ．?２－１?Ｌｉ－〇２?ｂａｔｔｅｒｙ?ｍｏｄｅｌ?ｄｅｖｉｃｅ??實驗用到的鋰氧氣電池裝置是自制的模型裝置，如圖２－１。電池是由鋰負極、氧??氣正極、電解液（溶劑為３９ｍＬ四乙二醇二甲醚（ＴＥＧＤＭＥ），溶質(zhì)為１０ｇ雙三氟??甲烷磺酰亞胺鋰（ＬｉＴＦＳＩ））和隔膜Ｃｅｌｇａｒｄ?２５００組成。電池的組裝是在充滿氬氣，??且水和氧氣含量均低于１?ｐｐｍ的手套箱中進行。電池的組裝順序為金屬鋰片－電解液??－隔膜－電解液－電極片－電解液，組裝結(jié)束后將模具擰緊從手套箱中拿出來后，在純氧??１５??

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3330280