锂氧电池正极材料的设计及性能研究
发布时间：2022-06-24 10:23
近年来能源市场持续发展,以锂离子电池为主的新能源汽车迅速进入了汽车市场领域,并争得一席之地。然而有限能量密度的锂离子电池无法实现与快速发展的电动汽车行业标准市场接轨,急需研发一种新型高比能量密度的储能体系替代传统锂离子电池。研究发现,锂氧电池具有超高的理论比容量(3860 m Ah g-1)和高比能量(11425 Wh kg-1)。然而目前,锂氧电池距大规模推广市场仍有一段路要走,因其有较大的充放电过电位,会导致不理想的循环性能及倍率性能。研发高催化性能的催化剂材料对提高锂氧电池的电化学性能至关重要。本文利用水热法制备一种双金属氢氧化物催化剂,借助先进的物理表征技术,对其形貌和结构进行物理表征测试。实验过程中采用金属硝酸盐为主要原料,通过改变金属硝酸盐的摩尔比例合成不同的Ni Co-LDH材料。结果表明当镍和钴的元素摩尔比为1:3时,制备的Ni1Co3-LDH催化剂材料呈现类鳞状形貌,在锂氧电池的电化学测试中表现不错的电化学性能。在电流密度为100 m A g-1时,电池首次放...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂氧电池的简介
1.2.1 锂氧电池发展历史
1.2.2 锂氧电池的工作原理
1.2.3 锂氧电池分类
1.3 锂氧电池亟待解决的问题
1.4 锂氧电池正极催化剂的研究进展
1.4.1 碳材料
1.4.2 贵金属及合金
1.4.3 过渡金属(氢)氧化物
1.5 双金属氢氧化物
1.6 沸石咪唑酯骨架材料
1.7 本论文的选题依据和研究内容
1.7.1 选题依据
1.7.2 研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验原料
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验步骤
2.2.1 泡沫镍基底的预处理
2.2.2 氧电极的制备
2.2.3 锂氧电池的组装
2.3 材料的物理表征
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.3.5 热重分析仪(TGA)
2.3.6 四站全自动比表面和孔隙度分析仪(BET)
2.4 电化学性能测试
2.4.1 交流阻抗测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 恒流充放电测试
第三章 锂氧电池双金属氢氧化物正极材料的性能研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 催化剂材料的制备
3.2.2 电池组装及评价
3.3 结果与讨论
3.3.1 催化剂材料的表征分析
3.3.2 循环伏安性能测试
3.3.3 完全充放电性能测试
3.3.4 倍率性能测试
3.3.5 等容量循环性能测试
3.3.6 交流阻抗性能测试
3.3.7 放电产物的表征
3.4 本章小结
第四章 锂氧电池Sr-ZIF-8正极材料的性能研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 Sr-ZIF-8材料的制备
4.2.2 Sr-ZIF-8基氧电极的制备
4.2.3 扣式锂氧电池组装
4.2.4 电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Sr-ZIF-8材料的表征分析
4.3.2 循环伏安性能测试
4.3.3 完全充放电性能测试
4.3.4 倍率性能测试
4.3.5 等容量循环性能测试
4.3.6 交流阻抗性能测试
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hierarchical N-doped carbon nanocages/carbon textiles as a flexible O2 electrode for Li–O2 batteries[J]. Jia Liu,Dan Li,Siqi Zhang,Ying Wang,Guiru Sun,Zhao Wang,Haiming Xie,Liqun Sun. Journal of Energy Chemistry. 2020(07)
[2]全固态锂电池研究进展[J]. 任耀宇. 科技导报. 2017(08)
本文编号：3653853
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂氧电池的简介
1.2.1 锂氧电池发展历史
1.2.2 锂氧电池的工作原理
1.2.3 锂氧电池分类
1.3 锂氧电池亟待解决的问题
1.4 锂氧电池正极催化剂的研究进展
1.4.1 碳材料
1.4.2 贵金属及合金
1.4.3 过渡金属(氢)氧化物
1.5 双金属氢氧化物
1.6 沸石咪唑酯骨架材料
1.7 本论文的选题依据和研究内容
1.7.1 选题依据
1.7.2 研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验原料
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验步骤
2.2.1 泡沫镍基底的预处理
2.2.2 氧电极的制备
2.2.3 锂氧电池的组装
2.3 材料的物理表征
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.3.5 热重分析仪(TGA)
2.3.6 四站全自动比表面和孔隙度分析仪(BET)
2.4 电化学性能测试
2.4.1 交流阻抗测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 恒流充放电测试
第三章 锂氧电池双金属氢氧化物正极材料的性能研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 催化剂材料的制备
3.2.2 电池组装及评价
3.3 结果与讨论
3.3.1 催化剂材料的表征分析
3.3.2 循环伏安性能测试
3.3.3 完全充放电性能测试
3.3.4 倍率性能测试
3.3.5 等容量循环性能测试
3.3.6 交流阻抗性能测试
3.3.7 放电产物的表征
3.4 本章小结
第四章 锂氧电池Sr-ZIF-8正极材料的性能研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 Sr-ZIF-8材料的制备
4.2.2 Sr-ZIF-8基氧电极的制备
4.2.3 扣式锂氧电池组装
4.2.4 电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Sr-ZIF-8材料的表征分析
4.3.2 循环伏安性能测试
4.3.3 完全充放电性能测试
4.3.4 倍率性能测试
4.3.5 等容量循环性能测试
4.3.6 交流阻抗性能测试
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hierarchical N-doped carbon nanocages/carbon textiles as a flexible O2 electrode for Li–O2 batteries[J]. Jia Liu,Dan Li,Siqi Zhang,Ying Wang,Guiru Sun,Zhao Wang,Haiming Xie,Liqun Sun. Journal of Energy Chemistry. 2020(07)
[2]全固态锂电池研究进展[J]. 任耀宇. 科技导报. 2017(08)
本文编号：3653853
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3653853.html
教材专著
