碳基金铂复合电极的制备及其氧还原/氧析出催化性能研究
发布时间：2021-03-30 17:58
近年来,随着新能源产业的快速发展,二次电池作为重要的储能设备受到了广泛的关注。其中,锂空气电池由于具有极高的理论比容量和比能量,被认为是最具潜力的二次电池。锂空气电池以空气中的氧气作为反应物,分别在放电和充电过程中在正极上发生氧气还原反应（ORR）与氧气析出反应（OER）,AuPt合金等合适的双向催化剂能够有效降低反应过电压,提升正极材料的循环性能。本文采用电沉积方法,在碳纸等基体上原位制备了粒径小、分散均匀的AuPt合金,研究了AuPt合金的电沉积过程,以及电极基体、主盐浓度、添加剂等条件对AuPt合金催化性能的影响。首先通过循环伏安曲线和极化曲线研究了AuPt合金的电沉积过程,发现主要存在Au的沉积、Pt的转化和AuPt的共沉积三个过程,确定了-0.3 V（vs.SCE）作为沉积电势。研究表明,镀液中主盐总浓度为20 mmol·L-1时,AuPt合金的沉积过程受电化学和扩散的混合控制,扩散系数为5.6172×10-5 cm2·s-1,AuPt合金的成核过程为有利于纳米晶形成的瞬时成核过程。然后比较了碳纸（CP）、碳纸...
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非水锂空气电池的工作原理
图 1-2 多孔正极的结构示意图[24]ran 等[27]的研究成果也发现，在多孔碳材料中当孔径 2 nm 以上量随着碳材料的孔隙率的增加而增加。造成上述显现的主要原于电池的放电产物会在碳材料表面和碳材料的孔隙间同时沉孔在 2 nm 以下时，微孔会被电池的放电产物堵塞，导致 O2-不相界面进行反应，这就会大大的降低了多孔碳材料的利用率。因50 nm 时碳材料的利用率会比较高。结合本实验采用的 CP 基体较大会造成对空间的浪费，因此本实验将对 CP 进行进一步加利用。[28]用表面积 62 m2·g-1、孔径 50 nm 的 Super C 制备空气电极，池，电池的放电容量为 3000 mAh·g-1（c），而具有较高表面积的-1）放电容量却低于 SuperC 的放电容量。这表明影响电池性能面积并非是主要因素，与正极材料的孔隙大小和体积均有关系[29]将科琴黑（EC600JD）和科琴黑（EC300JD）材料应用于锂空 0.1 mA·cm-1的电流密度进行恒流放电，截止电压 1.5 V，放电
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文Xiao 等[31]第一次使用胶体-微乳液法制备了由分层多孔石墨烯组成的新型空气电极，如图 1-3 所示。这种层状多孔电极由含有缺陷和官能团的石墨烯层构成。放电测试时有极高的放电容量 15000 mAh·g-1（c），这是因为由大孔组成的独特的多孔结构有利于促进 O2的快速扩散；同时具有较高的电极反应三相界面。石墨烯上的缺陷和官能团有利于岛状的 Li2O2纳米颗粒的形成，并且可以避免电极的阻塞。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nanocarbons and their hybrids as catalysts for non-aqueous lithium–oxygen batteries[J]. Yunchuan Tu,Dehui Deng,Xinhe Bao. Journal of Energy Chemistry. 2016(06)
[2]基于有机和组合电解液的锂空气电池研究进展[J]. 童圣富,何平,张雪苹,赵世勇,周豪慎. 电化学. 2015(03)
[3]正极材料与催化剂对锂空气电池性能的影响及相关研究进展[J]. 罗志虹,赵玉振,郭珺,罗鲲. 材料导报. 2015(07)
[4]石墨烯在锂系二次电池中的应用:进展与展望[J]. 郑晓雨,苏方远,杨全红,康飞宇. 功能材料. 2013(19)
[5]锂空气电池的研究进展[J]. 王芳,梁春生,徐大亮,曹慧群,孙宏元,罗仲宽. 无机材料学报. 2012(12)
[6]锂-空气电池的研究进展[J]. 高勇,王诚,蒲薇华,邓长生. 电池. 2011(03)
博士论文
[1]可充锂空气电池关键材料研究[D]. 王红.上海交通大学 2014
本文编号：3109911
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非水锂空气电池的工作原理
图 1-2 多孔正极的结构示意图[24]ran 等[27]的研究成果也发现，在多孔碳材料中当孔径 2 nm 以上量随着碳材料的孔隙率的增加而增加。造成上述显现的主要原于电池的放电产物会在碳材料表面和碳材料的孔隙间同时沉孔在 2 nm 以下时，微孔会被电池的放电产物堵塞，导致 O2-不相界面进行反应，这就会大大的降低了多孔碳材料的利用率。因50 nm 时碳材料的利用率会比较高。结合本实验采用的 CP 基体较大会造成对空间的浪费，因此本实验将对 CP 进行进一步加利用。[28]用表面积 62 m2·g-1、孔径 50 nm 的 Super C 制备空气电极，池，电池的放电容量为 3000 mAh·g-1（c），而具有较高表面积的-1）放电容量却低于 SuperC 的放电容量。这表明影响电池性能面积并非是主要因素，与正极材料的孔隙大小和体积均有关系[29]将科琴黑（EC600JD）和科琴黑（EC300JD）材料应用于锂空 0.1 mA·cm-1的电流密度进行恒流放电，截止电压 1.5 V，放电
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文Xiao 等[31]第一次使用胶体-微乳液法制备了由分层多孔石墨烯组成的新型空气电极，如图 1-3 所示。这种层状多孔电极由含有缺陷和官能团的石墨烯层构成。放电测试时有极高的放电容量 15000 mAh·g-1（c），这是因为由大孔组成的独特的多孔结构有利于促进 O2的快速扩散；同时具有较高的电极反应三相界面。石墨烯上的缺陷和官能团有利于岛状的 Li2O2纳米颗粒的形成，并且可以避免电极的阻塞。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nanocarbons and their hybrids as catalysts for non-aqueous lithium–oxygen batteries[J]. Yunchuan Tu,Dehui Deng,Xinhe Bao. Journal of Energy Chemistry. 2016(06)
[2]基于有机和组合电解液的锂空气电池研究进展[J]. 童圣富,何平,张雪苹,赵世勇,周豪慎. 电化学. 2015(03)
[3]正极材料与催化剂对锂空气电池性能的影响及相关研究进展[J]. 罗志虹,赵玉振,郭珺,罗鲲. 材料导报. 2015(07)
[4]石墨烯在锂系二次电池中的应用:进展与展望[J]. 郑晓雨,苏方远,杨全红,康飞宇. 功能材料. 2013(19)
[5]锂空气电池的研究进展[J]. 王芳,梁春生,徐大亮,曹慧群,孙宏元,罗仲宽. 无机材料学报. 2012(12)
[6]锂-空气电池的研究进展[J]. 高勇,王诚,蒲薇华,邓长生. 电池. 2011(03)
博士论文
[1]可充锂空气电池关键材料研究[D]. 王红.上海交通大学 2014
本文编号：3109911
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3109911.html
