锂氧电池钴基三元梯度催化行为及电化学性能分析
本文关键词: 锂氧电池 氧化钴 三元梯度 催化剂 电化学性能 出处:《渤海大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着环境污染与能源短缺问题的日益加剧,开发清洁无污染且高能量效率的能源体系势在必行,因此拥有高理论比能量的锂氧电池受到了广泛关注。然而目前锂氧电池的研究仍存在很多的问题,如阴极材料、电解液的分解和阳极的保护,其中阴极材料的性能对锂氧电池的影响较大。本文主要研究了阴极材料及其在锂氧电池中的应用。首先通过直流电弧放电等离子体法制备了Co O催化剂材料,该催化剂粒径分布均匀无明显团聚现象,具有较大的比表面积和孔隙率。以Co-Pt催化剂为二元催化剂与传统的Mn-Pt进行对比,Co-Pt催化剂具有较低的电荷传递电阻且在0.025 mA cm-2的电流密度下,得到最大比容量为2285.81 mAh g-1和最高的能量密度为5582.80 mWh g-1。而后,以Co O、La2O3和Pt催化剂(Co-La-Pt催化剂)为三元催化剂应用于锂氧电池中,电化学分析表明Co-La-Pt催化剂具有较低的电池内阻,在电流密度为0.01 mA cm-2时,Co-La-Pt三元催化剂的最大放电比容量为2484.35mAh g-1和最大能量密度6072.49 mWh g-1。最后,以CoO催化剂、La2O3、Pt制备出Co-La-Pt三元梯度催化剂。通过电化学分析表明,其电荷传递阻力较小且在0.025 mA cm-2电流密度时,Co-La-Pt三元梯度催化剂的最大比容量为3250.21 mAh g-1和最大能量密度8574.23 mWh g-1,可稳定充放电循环62次。该催化剂的锂氧电池电化学性能高于Co-Pt二元催化剂和Co-La-Pt三元催化剂,表现出非常优异的电化学性能。
[Abstract]:With the increasing problems of environmental pollution and energy shortage, it is imperative to develop a clean, non-polluting and energy-efficient energy system. Therefore, lithium-oxygen batteries with high theoretical specific energy have attracted wide attention. However, there are still many problems in the research of lithium-oxygen batteries, such as cathode materials, electrolyte decomposition and anode protection. The performance of cathode material has a great influence on the performance of lithium oxide battery. This paper mainly studies the cathode material and its application in lithium oxide battery. Firstly, the Co O catalyst material was prepared by DC arc discharge plasma method. The particle size distribution of the catalyst was uniform and there was no obvious agglomeration. Compared with the traditional Mn-Pt, the Co-Pt catalyst has a lower charge transfer resistance and a current density of 0.025 Ma cm-2. The maximum specific capacity was 2285.81 mAh g ~ (-1) and the maximum energy density was 5582.80 mWh g ~ (-1). Then, Co _ 2O _ 3 and Pt catalyst Co-La-Pt were used as ternary catalysts in lithium-oxygen batteries. Electrochemical analysis showed that the Co-La-Pt catalyst had lower internal resistance. The maximum discharge specific capacity of Co-La-Pt ternary catalyst was 2484.35 mAh g-1 and the maximum energy density was 6072.49 mWh g -1 at the current density of 0.01mA cm-2. Finally, the Co-La-Pt ternary gradient catalyst was prepared from CoO catalyst La2O3Pt. The maximum specific capacity of Co-La-Pt ternary gradient catalyst is 3250.21 mAh g ~ (-1) and maximum energy density of 8574.23 mWh g ~ (-1) at 0.025 Ma cm-2 current density, which can stabilize charge and discharge cycles for 62 times. Its performance is higher than that of Co-Pt binary catalyst and Co-La-Pt ternary catalyst. It shows excellent electrochemical performance.
【学位授予单位】:渤海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36;TM911.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;在国产钒催化剂上二氧化硫接气过程的热效应的初步考察[J];硫酸工业;1979年S1期
2 李大东;;催化剂评选技术(上)[J];石油炼制与化工;1981年06期
3 吴广林;;硫化物对氨催化剂活性的影响及其防止办法[J];化肥工业;1981年03期
4 刘瑞寰;;钴催化剂代铂生产硝酸几个问题的讨论[J];化肥工业;1981年05期
5 ;A_(110-1)型催化剂使用小结[J];氮肥技术;1981年01期
6 ;低流体阻力钒催化剂的研制[J];硫酸工业;1983年02期
7 戴鹤松;;使用维护好化肥催化剂以节能降耗[J];江苏化工;1983年02期
8 冯孝庭;;转化催化剂的研究开发与使用[J];天然气化工(C1化学与化工);1985年06期
9 丰定豪;王文祥;;氨合成球形催化剂的工业使用[J];小氮肥设计技术;1986年05期
10 刘忠恕;;中变(低温)催化剂的合理使用与节能[J];氮肥技术;1986年06期
相关会议论文 前6条
1 王琦;王树荣;高翔;骆仲泱;岑可法;;SCR脱硝催化剂的性能试验研究[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
2 蒋炜;梁斌;;整体式钒催化剂的实验室开发[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年
3 黄元福;;全低变催化剂非氧化卸出的实践[A];全国化肥工业技术交流会论文资料集[C];2004年
4 余东洋;;浅谈预变炉催化剂更换方式[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年
5 余东洋;;浅谈预变炉催化剂更换方式[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年
6 杨学萍;;丙烯酸合成催化剂及工艺开发进展[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前1条
1 全荣;高效利用焦炉煤气中氢的技术研究[N];世界金属导报;2012年
相关博士学位论文 前10条
1 刘芳芳;生物质衍生掺杂碳基催化剂的制备及其氧还原电催化性能的研究[D];华南理工大学;2015年
2 蔡雯佳;甲烷二氧化碳重整反应催化剂的研究[D];复旦大学;2014年
3 李翔;Pt/CNTs催化剂的甲醇氧化和氧还原电催化机制及其镍、钴磷化物改性[D];华南理工大学;2015年
4 彭洪亮;掺杂碳基催化剂的制备及其氧还原性能研究[D];华南理工大学;2015年
5 罗凡;低温燃料电池高活性高稳定性铂基催化剂的研究[D];华南理工大学;2015年
6 竺新波;等离子体协同催化脱除挥发性有机物(VOCs)的机理研究[D];浙江大学;2015年
7 闫星旭;电纺Fe-N-C:O纳米纤维电催化氧气还原反应的性能和机理[D];清华大学;2015年
8 黄荣;有序硅铝基催化剂协同低温等离子体氧化甲苯[D];华南理工大学;2016年
9 曲瑞杴;新型宽温度窗口催化剂选择性催化还原NO_x的机理研究[D];浙江大学;2017年
10 吴燕妮;高性能及低铂燃料电池催化剂的制备及研究[D];华南理工大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 刘春红;醋酸甲酯加氢制醇Cu-Zn-Al催化剂的性能研究[D];西安石油大学;2015年
2 张璐;Au/CuO-CeO_2催化剂用于CO优先氧化反应性能及活性位的研究[D];内蒙古大学;2015年
3 李昊;Ce-Ti-W-O_x体系催化剂的制备及其NH_3-SCR性能研究[D];昆明理工大学;2015年
4 卜兴军;甲醇电化学氧化催化剂的研究[D];浙江大学;2015年
5 葛余俊;钴、氮掺杂多孔碳作为氧还原催化剂的研究[D];浙江大学;2015年
6 赵卉茹;亚氧化钛负载Pt、Pd和Pt-Tb催化剂对甲酸电氧化的催化性能研究[D];河南师范大学;2015年
7 訾玲华;结构化催化剂内多相流流动及传质性能模拟研究[D];北京化工大学;2015年
8 姜倩;直接乙醇燃料电池低铂三组元催化剂的制备及其催化性能的研究[D];北京化工大学;2015年
9 李鑫;柴油机SCR催化剂结构尺寸优化研究[D];大连海事大学;2014年
10 刘丰国;多孔地聚物催化剂的制备及其催化脱水氧化性能的研究[D];浙江工业大学;2015年
,本文编号:1546183
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1546183.html