隨著不可再生化石燃料的過(guò)度消耗以及環(huán)境污染的加重,人們迫切尋找一種綠色可持續(xù)的能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油、煤炭等不可再生能源�？沙潆婁�-空氣電池?fù)碛谐叩睦碚撃芰棵芏?11400Wh kg^-1),可與汽油等化石能源的能量密度(13000Wh kg^-1)媲美,是傳統(tǒng)鋰離子電池的5-10倍。因此,鋰-空氣電池被認(rèn)為是最有前景的電化學(xué)能源存儲(chǔ)裝置之一。但是,鋰-空氣電池的發(fā)展仍然處于初期研究階段,其充放電效率低、循環(huán)性能差、倍率性能差等關(guān)鍵性問(wèn)題仍未得到妥善解決,這嚴(yán)重阻礙了鋰-空氣電池的商業(yè)化進(jìn)程。鋰-空氣電池的正極是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所,它的結(jié)構(gòu)對(duì)電池的性能有重要影響。放電時(shí)鋰離子與氧氣反應(yīng)生成Li₂O₂,充電時(shí)Li₂O₂分解成鋰離子和氧氣。由于鋰空氣電池陰極緩慢的(ORR)與(OER)反應(yīng)動(dòng)學(xué),充放電過(guò)程中存在極高的過(guò)電勢(shì),因此需要開(kāi)發(fā)優(yōu)異的催化劑以實(shí)現(xiàn)氧氣的可逆還原與析出。另外,Li₂O₂是絕緣的且不溶于電解液,電池...

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鋰-空氣電池簡(jiǎn)介及機(jī)理
        1.2.1 鋰-空氣電池種類
        1.2.2 非水系有機(jī)鋰-空氣電池中Li₂O₂生成及分解機(jī)理
    1.3 鋰-空氣電池正極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 碳材料催化劑
        1.3.2 貴金屬催化劑
        1.3.3 非貴金屬催化劑
    1.4 本論文的研究思路及主要工作
    1.5 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與儀器表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 樣品物化性能表征方法
        2.3.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 X射線粉末衍射儀
        2.3.4 X-射線光電子能譜
        2.3.5 熱重分析儀(TG)
        2.3.6 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)
        2.3.7 電化學(xué)工作站(CHI760E)
        2.3.8 藍(lán)電電池測(cè)試儀
    2.4 鋰-空電池的組裝及測(cè)試方法
        2.4.1 鋰-空氣電池的組裝
        2.4.2 鋰-空氣電池的測(cè)試方法
第3章 氮硫共摻雜的三維多孔碳材料的可控制備及其作為無(wú)粘結(jié)劑的自支撐電極在鋰-空氣電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 氨基化納米二氧化硅球(H₂N-SiO₂ spheres)的制備
        3.2.2 功能化液態(tài)丙烯腈低聚物的制備
        3.2.3 氮硫共摻雜三維多孔碳(NSMmC/CP)的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 納米SiO₂ 的形貌分析
        3.3.2 H₂N-SiO₂的zeta電位分析及碳紙的紅外分析
        3.3.3 三維氮硫共摻雜多孔碳(NSMmC/CP)的物化性能表征
        3.3.4 三維氮硫共摻雜多孔碳(NSMmC/CP)電極在鋰-空氣電池中的性能測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
第4章 PdNi納米合金修飾氮硫摻雜三維多孔碳用作高效自支撐無(wú)粘結(jié)劑鋰-空電池催化劑
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 N,S共摻雜三維多孔碳(NSMmC/CP)的制備
        4.2.2 NSMmC/CP負(fù)載PdNi合金(Pd Ni-NSMmC/CP)的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 復(fù)合納米催化劑的SEM分析
        4.3.2 復(fù)合納米催化劑的TEM分析
        4.3.3 復(fù)合納米催化劑的XRD和 XPS分析
        4.3.4 復(fù)合納米催化劑的電化學(xué)性能測(cè)試
        4.3.5 放電產(chǎn)物產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形貌表征
        4.3.6 放電機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 氮硫共摻雜三維多孔碳復(fù)合二硫化鉬納米材料的制備及其電化學(xué)性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 MoS2@NSC的制備
        5.2.2 催化劑墨水的制備及旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極測(cè)試
        5.2.3 鋰-空氣電池的測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 復(fù)合納米催化劑的SEM和TEM分析
        5.3.2 復(fù)合材料的BET和 XRD分析
        5.3.3 復(fù)合材料的XPS和 Raman分析
        5.3.4 材料的lsv測(cè)試
        5.3.5 復(fù)合材料的CV、穩(wěn)定性、抗甲醇性能測(cè)試
        5.3.6 復(fù)合材料的鋰-空氣電池性能測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3759301