高性能可充放锂空气/二氧化碳电池的基础研究

发布时间：2021-05-15 02:28

　　锂空气电池的理论能量密度比锂离子电池高得多,因此经常被提倡作为下一代电化学能量存储的解决方案,用于电动汽车或电网能量存储。然而,由于与电解质、锂负极,和空气催化正极相关的挑战,它们尚未充分发挥其潜力。在锂空气电池成为现实之前,必须要解决这些挑战。因此本文从聚合物电解质、锂负极以及催化正极材料三个方面对高能量密度锂空气/二氧化碳电池进行了探究,主要研究成果如下:（1）通常,液态电解液易挥发,安全性差,并且易受超氧分子（O₂^-）攻击发生分解,这会造成锂空气电池的性能衰减。因此,利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）对超氧化物分子的稳定性和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸酯（EMIMBF₄）的非挥发性,设计了一种新型凝胶聚合物电解质（GPE）。这种新型GPE具有优异的电导率和出色的防泄露性能。此外,装有新型GPE和无粘结剂的钌基正极的锂空气电池显示出有效提高的反应动力学和库仑效率（97.1%）。当以1000 mAh g^-1的截止容量运行时,该电池可以在～2 V的低过电势下运行120个循环以上。电池电化学性能的提高... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 锂空气/二氧化碳电池简介
        1.2.1 锂空气电池
        1.2.2 锂空气/二氧化碳电池
        1.2.3 锂二氧化碳电池
    1.3 发展现状及面临的主要问题
        1.3.1 催化电极材料
        1.3.2 锂负极
        1.3.3 电解液
    1.4 本论文的研究思路及主要研究内容
第二章 离子液体/PMMA基聚合物电解质的制备及其在基于含钌无粘结剂正极的锂空气电池中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 化学试剂及实验仪器
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 材料结构分析表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 材料的结构、组成表征
        2.3.2 电化学性能表征
    2.4 本章小结
第三章 Li/rGO-Ni负极的制备及其在锂空气电池的相关研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂及实验仪器
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 材料结构分析表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的结构、组成表征
        3.3.2 Li/rGO-Ni性能的探究
        3.3.3 Li/rGO-Ni负极的电化学性能
    3.4 本章小结
第四章 三维多孔Ru/Ni催化电极的制备及在锂二氧化碳电池中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 化学试剂及实验仪器
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 材料结构分析表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的结构、组成表征
        4.3.2 电池性能测试
        4.3.3 使用Ru/Ni正极的锂二氧化碳电池的产物分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3186769