隨著電動汽車的大力發(fā)展,傳統(tǒng)的鋰離子電池技術已無法滿足能量密度的要求,迫切需要研究和開發(fā)一種高比能量的新型二次電池。鋰空氣電池具有比鋰離子電池高十倍以上的理論比容量(3860 mAh g-1)和比能量(11425 Wh kg-1),有望成為下一代的電動車用儲能系統(tǒng)。然而在現(xiàn)階段,由于空氣中H2O和CO2會對電池帶來嚴重的副反應,甚至引起安全問題,大多數的鋰空氣電池都是在純氧條件下工作。因此研究應用于在環(huán)境空氣中工作的鋰空氣電池的防水透氧層具有重要的理論和實際應用意義。本論文將一種全氟碳化合物(PFC)和硅油(PDMS)混合制備成一種液態(tài)的防水透氧層,并將其應用于鋰空氣電池中,在相對濕度為68%的環(huán)境空氣下實現(xiàn)了較高的充放電性能。結果表明在電流密度為0.1mA cm-2時,在環(huán)境空氣中,使用防水透氧層的鋰空氣電池首次放電比容量為4991 mAh g-1,與鋰氧電池的5363 mAh g-1接近,遠高于無防水透氧層鋰空氣電池的比容量1936 mAh g-1。在500 mAh g-1等容量循環(huán)模式下,使用防水透氧層鋰空氣電池可以穩(wěn)定運行41次循環(huán),接近于在氧氣氣氛中工作的鋰氧電池的47次循環(huán)...

【文章頁數】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及選題意義
    1.2 鋰空氣電池的簡介
        1.2.1 鋰空氣電池的概述
        1.2.2 鋰空氣電池的分類
            1.2.2.1 水系鋰空氣電池
            1.2.2.2 有機體系鋰空氣電池
            1.2.2.3 水-有機混合體系鋰空氣電池
            1.2.2.4 固態(tài)體系鋰空氣電池
    1.3 鋰空氣電池面臨的挑戰(zhàn)
    1.4 鋰空氣電池防水透氧層的研究進展
        1.4.1 防水透氧層的特征
        1.4.2 防水透氧層的研究進展
    1.5 本論文的選題依據和研究內容
        1.5.1 選題依據
        1.5.2 研究內容
第二章 實驗方法
    2.1 實驗原料
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗
        2.2.1 泡沫鎳基底的憎水處理
        2.2.2 空氣電極的制備
        2.2.3 防水透氧層的制備
    2.3 鋰空氣電池的組裝
    2.4 材料的物理表征
        2.4.1 全自動接觸角測量儀
        2.4.2 X射線衍射(XRD)
        2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.4 傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)
    2.5 電化學性能測試
        2.5.1 交流阻抗測試
        2.5.2 循環(huán)伏安測試
        2.5.3 線性掃描伏安測試
        2.5.4 恒流充放電測試
第三章 鋰空氣電池PFC-PDMS防水透氧層的性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗步驟
    3.3 結果與討論
        3.3.1 PFC和PDMS的疏水性
        3.3.2 循環(huán)伏安性能
        3.3.3 倍率性能
        3.3.4 首次充放電測試
        3.3.5 循環(huán)性能
        3.3.6 交流阻抗性能
        3.3.7 放電產物的表征
        3.3.8 PFC-PDMS的水分擴散
        3.3.9 循環(huán)后防水透氧層表征
    3.4 本章小結
第四章 用于鋰空氣電池的高氧離子液體性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
    4.3 結果與討論
        4.3.1 電化學窗口測試
        4.3.2 線性掃描測試
        4.3.3 倍率測試
        4.3.4 完全充放電測試
        4.3.5 等容量測試
    4.4 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
學術發(fā)表
致謝



本文編號：3856653