锂氧电池中超氧化物中间体活性调控及其增强正极氧还原反应活性研究

发布时间：2021-01-19 21:27

　　随着人类对汽车使用量的不断增加,化石能源的日益枯竭及其使用引起的环境污染成为当今社会面临的重大问题,节能减排、发展环保高效的电动汽车已成为国家战略需求。目前电动汽车存在着续航里程短的缺点,主要受限于商用动力锂离子电池的实际能量密度。当前商用锂离子电池能量密度约为200-300 Wh/Kg,相应的实际电动汽车续航里程只有200-300公里。因此,发展高比能电池,如锂氧电池,其理论能量密度可达到3500 Wh/Kg左右,是解决电动汽车续航里程短问题的有效手段。然而,锂氧电池的实际应用仍然面临着许多挑战,例如能量转换效率低,循环-稳定性差等。造成上述问题的原因有:（1）氧气阴极/电解液界面反应速率低,造成电池充放电过电势较高,能量效率低;（2）氧气阴极/电解液界面反应产生大量的活泼中间体,例如单线态氧,超氧化锂（LiO₂）,它们与有机电解液发生副反应,并在氧气电极上沉积大量副产物,造成电极循环稳定性差。这些问题直接导致了锂氧电池较低的电池容量,较差的循环稳定性和倍率性能,成为制约锂氧电池发展的技术瓶颈。因此,提高阴极反应速率、同时稳定和快速转移活泼中间体是减少阴极副反应... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂氧电池概述
        1.2.1 锂氧电池的基本定义
        1.2.2 锂氧电池的发展及分类
        1.2.3 有机体系锂氧电池的工作原理
        1.2.4 有机体系锂氧电池的特点
    1.3 有机体系锂氧电池放电过程氧还原反应研究现状及进展
        1.3.1 有机体系锂氧电池ORR反应机制及其影响因素
        1.3.2 锂氧电池阴极固相氧还原催化剂的研究现状及进展
        1.3.3 锂氧电池阴极液相氧还原催化剂的研究现状及进展
        1.3.4 锂氧电池阴极固、液两相协同催化氧还原反应的研究现状及进展
    1.4 锂氧电池阴极固液两相协同催化氧还原反应存在的问题
    1.5 课题研究的意义、主要内容和研究思路
第二章 蒽醌分子结构调控对超氧化物中间体和氧还原反应活性和稳定性的影响
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验器材及测试仪器
        2.2.3 实验步骤
        2.2.4 表征测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 醌类化合物循环伏安测试
2复合物的检测">        2.3.2 醌-LiO₂复合物的检测
        2.3.3 醌类分子氧还原催化作用的探索
2复合物对表面介导的ORR活性的影响">        2.3.4 醌-LiO₂复合物对表面介导的ORR活性的影响
        2.3.5 锂氧电池性能测试
        2.3.6 锂氧电池放电产物表征
    2.4 本章小结
第三章 蒽醌分子浓度调控对氧还原反应和电池性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 醌类化合物浓度梯度下循环伏安测试
        3.3.2 醌类分子浓度梯度下锂氧电池性能测试
        3.3.3 醌类分子浓度梯度下锂氧电池放电产物表征
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 主要结论与创新点
    4.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表和完成的工作
致谢



本文编号：2987745