过渡金属氧化物MCo 2 O 4 （M=Ni,Mg,Fe,Cu）作为有机锂氧气电池正极材料

发布时间：2021-02-25 06:06

　　锂氧气电池作为一种新兴的能量密度体系,具有较高的理论能量密度,是锂离子电池的十倍左右,已经能够和汽油相媲美。因此,近几年获得了很多的关注,许多研究者都致力于研究锂氧气电池,并推动其走向实际应用。在本文中,以锂氧气电池正极材料作为主要的研究课题。主要针对具有尖晶石结构的过渡金属氧化物方向,借助相关的技术手段,进行更加深入的探讨,包括电极材料的形貌、不同的电极结构优缺点、不同材料对电池性能的影响等。首先,制备了四种不同的过渡金属氧化物材料MCo2O4（M=Ni,Mg,Fe,Cu）,将其与碳材料（作为导电剂）以及粘结剂PVDF混合作为实际的电极材料。通过对比四种过渡金属氧化物的电池测试性能,分析并找出其中整体性能更佳的一个,进行深入研究。其次,尝试将CNTs（碳纳米管）直接与MCo2O4中的NiCo2O4进行复合,研究其性能。第三,对整体性能最好的MgCo₂O₄进行电极结构的升级,以此避免由于碳材料以及粘结剂所带来的副反应。采用长有石墨烯的泡沫镍作为基底,生长催化剂MgCo₂O₄。采用这种无粘结剂的三维结... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 有机锂氧气电池研究背景
    1.2 有机锂氧气电池的机理研究
2→Li₂O₂）">        1.2.1 放电过程（O₂→Li₂O₂）
2O₂→O₂）">        1.2.2 充电过程（Li₂O₂→O₂）
    1.3 正极材料的研究进展
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 金属氧化物（与碳混合）
        1.3.3 贵金属（与碳混合）
        1.3.4 无碳电极
    1.4 电解液的研究进展
        1.4.1 碳酸盐类电解液
        1.4.2 醚类电解液
        1.4.3 含硫电解液
        1.4.4 离子液体
        1.4.5 锂盐
    1.5 锂金属负极的研究进展
    1.6 有机锂氧气电池面临的问题
    1.7 本文的主要研究方向-电极材料
第二章 电池的表征手段与组装
    2.1 电池表征手段
        2.1.1 物理表征
        2.1.2 电化学测试
    2.2 电池组装
第三章 过渡金属氧化物材料作为锂氧气电池正极
    3.1 实验方法
        3.1.1 材料制备方法
        3.1.2 电极制作
2O₄作为锂氧气电池正极">    3.2 NiCo₂O₄作为锂氧气电池正极
2O₄作为锂氧气电池正极">    3.3 MgCo₂O₄作为锂氧气电池正极
2O₄和CuCo₂O₄作为锂氧气电池正极">    3.4 FeCo₂O₄和CuCo₂O₄作为锂氧气电池正极
    3.5 固态电解质（LAGTP）初步用于锂氧气电池
    3.6 本章小结
2O₄与CNTs的复合材料作为锂氧气电池正极">第四章 NiCo₂O₄与CNTs的复合材料作为锂氧气电池正极
    4.1 实验方法与电池组装测试
    4.2 电池表征及分析
        4.2.1 物理表征及数据分析
        4.2.2 循环充放电测试
    4.3 小结
2O₄@Graphene@Ni Foam作为锂氧气电池正极">第五章 MgCo₂O₄@Graphene@Ni Foam作为锂氧气电池正极
    5.1 引言
    5.2 材料合成以及电池组装
        5.2.1 在泡沫镍上生长石墨烯（3D-G）
2O₄生长在三维石墨烯上（MgCo₂O₄@3D-G）">        5.2.2 将MgCo₂O₄生长在三维石墨烯上（MgCo₂O₄@3D-G）
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 电池放电前材料表征与分析
        5.3.2 电化学性能测试
        5.3.3 电池放电后的电极表征与分析
    5.4 本章小结
2O₄@Graphene@Ni Foam作为锂氧气电池正极">第六章 Au@MgCo₂O₄@Graphene@Ni Foam作为锂氧气电池正极
    6.1 实验方法与电池测试
    6.2 电池表征与结果分析
        6.2.1 材料的SEM表征与分析
        6.2.2 电池的电化学性能分析
    6.3 小结
第七章 总结与展望
参考文献
硕士期间成果
致谢



本文编号：3050561