三维多孔材料制备及其在锂空气电池中的应用

发布时间：2024-05-23 05:29

　　随着环境和能源问题的日益突出,发展清洁、可再生的电化学储能技术倍受关注。锂空气电池因其具有超高的能量密度而被广泛研究,已成为最有前景的电化学储能技术之一。当前正极材料电化学不稳定性和负极材料枝晶粉化是制约锂空气电池发展的主要挑战。合理地设计空气电极、锂金属电极,可以很好地解决这些问题。三维多孔材料具有良好的导电性,较大的比表面积,高孔隙率等优点,本文利用三维多孔材料这些优点,合理设计电极结构,开展了以下研究:通过简单的原位氧化还原方法原位制备了金/纳米铜阵列/泡沫铜(Au/Cu@FCu)全金属基材料,并作为锂空气电池的正极。Au/Cu@FCu具有良好的导电性、高孔隙率、大比表面积、高催化活性,有效地提高了锂空气电池电化学性能。Au/Cu@FCu非碳正极组成的锂空气电池可逆催化Li₂O₂的生成与分解,具有较低的过电位(0.64 V)、超高的比容量(27270 mAh g^-1)、优异的倍率性能和循环稳定性,良好的电化学稳定性有效地缓解了碳正极不稳定性的问题。为了提高锂空气电池的电化学性能,首次提出了对称型锂空气电池,即锂空气...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂空气电池发展历史
    1.3 锂空气电池分类
    1.4 锂空气电池工作机理
    1.5 正极材料
        1.5.1 碳材料
        1.5.2 非碳材料
        1.5.3 电极结构设计
    1.6 负极材料
        1.6.1 人工保护层
        1.6.2 电解液添加剂
        1.6.3 三维电极结构
    1.7 论文选题依据及研究内容
第2章 三维多孔材料Au/Cu@FCu制备及其作为锂空气电池正极性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 Au/Cu@FCu材料的制备
        2.2.4 材料表征
        2.2.5 材料的电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Au/Cu@FCu材料形貌表征
        2.3.2 Au/Cu@FCu组成元素分析
        2.3.3 Au/Cu@FCu导电性及比表面积表征
        2.3.4 Au/Cu@FCu正极电化学性能测试
        2.3.5 Au/Cu@FCu正极电极稳定性
        2.3.6 Au/Cu@FCu锂空气电池电化学稳定性
    2.4 本章小结
第3章 三维多孔材料Au/Cu@FCu在对称型锂空气电池应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与材料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 材料的制备
        3.2.4 材料表征
        3.2.5 材料的电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Au/Cu@FCu应用于对称型锂空气电池机理探讨
        3.3.2 金属锂沉积行为
        3.3.3 Au/Cu@FCu金属锂复合电极电化学性能
        3.3.4 对称型锂空气电池充放电过程研究
        3.3.5 对称型锂空气电池电池性能
    3.4 本章小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3981066