有机体系锂空气电池阴极铂基催化剂的研究
发布时间：2021-09-22 15:14
锂空气电池具有超高比能量。有机体系锂空气电池阴极理想的可逆放电产物是Li2O2，但是由于电解液分解等原因，往往生成Li2CO3和烷基碳酸锂等不可逆且绝缘的产物。本文重点研究在一定有机体系中具有双效催化活性的铂基催化剂。首先，以微波乙二醇法制备的Pt/C催化剂在EC/DEC/EMC和二甲基亚砜（DMSO）两种有机电解液体系锂空气电池中测试，发现EC/DEC/EMC体系锂空气电池几乎没有充电容量。DMSO体系锂空气电池完全放电比容量为9298mAh/gC，充电比容量为1425.5mAh/gC，首次电压效率（放电电压与充电电压之比）达78.1%。在DMSO有机体系下合成并优化PtM/C（M=Pd，Ru，Au）催化剂。XC-72、Super P、Ketjen Black（KB）三种碳载体组装的锂空气电池中KB性能最好。限容1000mAh/g下，KB循环50次容量几乎不衰减，且放电平台一直稳定在2.75V左右。以KB为载体，对比PtPd、PtRu、PtAu三种Pt基合金对锂空气电池中催化剂性能的影响，研究表明Au对锂空气电池的循环稳定性最有利。对比不同Pt、Au用量比例发现Au含量多对OER过程...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种锂空气结构示意图
所以溶剂的蒸发速度都比较快。图 1-3种电解液的蒸发损失[35]。这些数据表明即使是甘醇二甲醚，在一年之中都会损失掉电解液总可以通过从外部添加得到补偿，但会使成本变三氟甲基磺酰基）亚胺（[CnC1im][Ntf2]，n=在 25℃下的饱和蒸汽压范围为 7.42 10-17bar 至醇二丁醚饱和蒸汽压值为 3.48 10-5bar。因此，二丁醚电解液相比，1-烷基-3-甲基咪唑鎓双（蒸发速度相当慢。
要想降低锂空气电池 ORR 和 OER 过程的极化过电位，提高电压效率，必须要加入催化剂，以提高 ORR 及 OER 过程的速度。图1-4 锂空气电池0.1 mA/cm2充放电曲线[73]锂空气电池中使用的催化剂需要满足以下条件：对 ORR 及 OER 具有足够高的催化活性；稳定，不与电解液、活性物质、充放电过程中间产物反应；不会发生巨大的体积变化；电导率大；放电电压高，充电电压低，二者尽可能接近，以得到高的循环效率。最近研究发现锂空气电池放电电压基本不受催化剂的影响，但充电电压与催化剂有很大的关系[74]，这种现象至今还没能从理论上给以解释。因此，需要对氧析出过程的机理进行深入研究。目前常用的催化剂主要有以下几类：（1）多孔碳材料（包括炭黑、纳米碳材料，功能碳材料，石墨烯）（2）过渡金属及其氧化物（3）钙钛矿结构催化剂（4）贵金属催化剂（Au、Pt、Pd、Ag 等及其合金）有机体系锂空气电池基础研究在近二十年中取得了很大的发展
本文编号：3403967
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种锂空气结构示意图
所以溶剂的蒸发速度都比较快。图 1-3种电解液的蒸发损失[35]。这些数据表明即使是甘醇二甲醚，在一年之中都会损失掉电解液总可以通过从外部添加得到补偿，但会使成本变三氟甲基磺酰基）亚胺（[CnC1im][Ntf2]，n=在 25℃下的饱和蒸汽压范围为 7.42 10-17bar 至醇二丁醚饱和蒸汽压值为 3.48 10-5bar。因此，二丁醚电解液相比，1-烷基-3-甲基咪唑鎓双（蒸发速度相当慢。
要想降低锂空气电池 ORR 和 OER 过程的极化过电位，提高电压效率，必须要加入催化剂，以提高 ORR 及 OER 过程的速度。图1-4 锂空气电池0.1 mA/cm2充放电曲线[73]锂空气电池中使用的催化剂需要满足以下条件：对 ORR 及 OER 具有足够高的催化活性；稳定，不与电解液、活性物质、充放电过程中间产物反应；不会发生巨大的体积变化；电导率大；放电电压高，充电电压低，二者尽可能接近，以得到高的循环效率。最近研究发现锂空气电池放电电压基本不受催化剂的影响，但充电电压与催化剂有很大的关系[74]，这种现象至今还没能从理论上给以解释。因此，需要对氧析出过程的机理进行深入研究。目前常用的催化剂主要有以下几类：（1）多孔碳材料（包括炭黑、纳米碳材料，功能碳材料，石墨烯）（2）过渡金属及其氧化物（3）钙钛矿结构催化剂（4）贵金属催化剂（Au、Pt、Pd、Ag 等及其合金）有机体系锂空气电池基础研究在近二十年中取得了很大的发展
本文编号：3403967
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