非水体系锂-氧气电池阴极高效催化剂的制备及其性能研究
发布时间：2021-07-30 09:14
锂离子电池由于其能量密度的限制,无法满足长续航动力电池的要求。而非水体系锂-氧气电池凭借其近10倍于锂离子电池理论容量密度的出色特性,成为研究热点。然而倍率性能、循环效率和稳定性差延缓了其商业化的进程。在锂-氧气电池的研究中,阴极催化剂的性能极为关键。本论文从催化剂结构调控出发,设计和制备高性能的阴极,以提升锂-氧气电池的整体性能。取得的主要研究结果如下:1.通过两步水热反应,先合成出纳米花结构的CoMnOx@CNT,再在其表面负载RuO2纳米粒子制得RuO2/CoMnOx@CNT电催化剂,并应用XRD、ICP-AES、BET、SEM、TEM和XPS等方法表征电催化剂的结构。以RuO2/CoMnOx@CNT为催化剂组装的锂-氧气电池能够在100 mA·g-1的电流密度,限制容量为500 mAh·g-1时,稳定循环123周。非原位SEM、TEM和原位EIS的结果显示,放电产物的高度分散有利于提升锂-氧气电池的循环性能,得益于电催化剂RuO2/CoMnOx@C...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１非水体系锂－氧气电池示意图ｌ｜５ｌ??
图１．２水体系锂－氧气电池示意图％??Ｆｉ．?１．２?Ｓｃｈｅｍｅｓ?ｏｆ?ａｕｅｏｕｓ?Ｌｉ－ｏｘｅｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ１１５１??
图１．３混合电解液型锂－氧气电池示意图ｍ??Ｆｉ．?１．３?Ｓｃｈｅｍｅｓ?ｒｅｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｌｉ－ｏｘｅｎ?ｂａｔｔｅｒｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ｈｂｒｉｄ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源转型下可再生能源发展现状与趋势研究[J]. 刘媛媛. 中国经贸导刊(中). 2018(35)
[2]Recent advances in electrocatalysts for non-aqueous Li-O2 batteries[J]. Wei Chen,Ya-Feng Gong,Jie-Hua Liu. Chinese Chemical Letters. 2017(04)
[3]Rational design of three-dimensional nitrogen and phosphorus co-doped graphene nanoribbons/CNTs composite for the oxygen reduction[J]. Jie Wang,Ze-Xing Wu,Li-Li Han,Yuan-Yang Liu,Jun-Po Guo,Huolin L.Xin,De-Li Wang. Chinese Chemical Letters. 2016(04)
[4]高性能非水性体系锂空气电池研究进展[J]. 王芳,李豪君,刘东,陈静,徐扬海,梁春生,罗仲宽. 稀有金属材料与工程. 2015(08)
[5]锂电池基础科学问题（Ⅰ）——化学储能电池理论能量密度的估算[J]. 彭佳悦,祖晨曦,李泓. 储能科学与技术. 2013(01)
[6]An electrochemical impedance spectroscopic study of the electronic and ionic transport properties of LiCoO2 cathode[J]. ZHUANG QuanChao1,3,XU JinMei1,FAN XiaoYong1,DONG QuanFeng1,2,JIANG YanXia1,HUANG Ling1 & SUN ShiGang1 1 State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces,Department of Chemistry,College of Chemistry and Chemical En-gineering,Xiamen University,Xiamen 361005,China;2 Power-long Battery Research Institute,Xiamen University,Xiamen 361005,China;3 Northwest Institute of Nuclear Technology,Xi’an 710024,China. Chinese Science Bulletin. 2007(09)
[7]化学电源科普知识（Ⅰ）[J]. 王金良,马扣祥. 电池工业. 2000(04)
[8]Stephen Brunauer——BET理论和BET法测定固体比表面的创始人[J]. 顾惕人. 大学化学. 1994(02)
博士论文
[1]双离子电池结构优化及储能机制研究[D]. 王帅.北京科技大学 2019
[2]钠离子电池电极材料Na3V2（PO4）3结构及电化学性能研究[D]. 赵丽娜.北京科技大学 2019
[3]几种高效且稳定的超小和超薄纳米电催化剂的设计、合成及性能研究[D]. 林冲.西北大学 2018
[4]氟掺杂石墨烯的制备及其电化学性能研究[D]. 安浩然.天津大学 2017
硕士论文
[1]基于石墨烯带隙调控及拉曼光谱的分析研究[D]. 陈文强.西安理工大学 2018
[2]高比表面积氮化物、碳化物的制备与应用研究[D]. 刘朔.青岛科技大学 2018
[3]Ti4O7/S复合电极材料的制备及其电化学行为研究[D]. 张迎吉.江苏大学 2018
[4]TiN和石墨烯-CNTs导电剂对锂离子电池正负极电化学性能影响的研究[D]. 邱家栋.哈尔滨工程大学 2018
[5]过渡金属氧化物作为锂—空气电池正极催化剂的研究[D]. 张劲波.合肥工业大学 2018
[6]锂氧电池钴基三元梯度催化行为及电化学性能分析[D]. 杨蕊.渤海大学 2017
[7]锂/钠离子电池负极材料和锂硫电池正极材料的制备及其性能研究[D]. 叶小敏.山东大学 2016
[8]锂空气电池正极多孔材料的制备及其性能的研究[D]. 潘通.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3311140
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１非水体系锂－氧气电池示意图ｌ｜５ｌ??
图１．２水体系锂－氧气电池示意图％??Ｆｉ．?１．２?Ｓｃｈｅｍｅｓ?ｏｆ?ａｕｅｏｕｓ?Ｌｉ－ｏｘｅｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ１１５１??
图１．３混合电解液型锂－氧气电池示意图ｍ??Ｆｉ．?１．３?Ｓｃｈｅｍｅｓ?ｒｅｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｌｉ－ｏｘｅｎ?ｂａｔｔｅｒｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ｈｂｒｉｄ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源转型下可再生能源发展现状与趋势研究[J]. 刘媛媛. 中国经贸导刊(中). 2018(35)
[2]Recent advances in electrocatalysts for non-aqueous Li-O2 batteries[J]. Wei Chen,Ya-Feng Gong,Jie-Hua Liu. Chinese Chemical Letters. 2017(04)
[3]Rational design of three-dimensional nitrogen and phosphorus co-doped graphene nanoribbons/CNTs composite for the oxygen reduction[J]. Jie Wang,Ze-Xing Wu,Li-Li Han,Yuan-Yang Liu,Jun-Po Guo,Huolin L.Xin,De-Li Wang. Chinese Chemical Letters. 2016(04)
[4]高性能非水性体系锂空气电池研究进展[J]. 王芳,李豪君,刘东,陈静,徐扬海,梁春生,罗仲宽. 稀有金属材料与工程. 2015(08)
[5]锂电池基础科学问题（Ⅰ）——化学储能电池理论能量密度的估算[J]. 彭佳悦,祖晨曦,李泓. 储能科学与技术. 2013(01)
[6]An electrochemical impedance spectroscopic study of the electronic and ionic transport properties of LiCoO2 cathode[J]. ZHUANG QuanChao1,3,XU JinMei1,FAN XiaoYong1,DONG QuanFeng1,2,JIANG YanXia1,HUANG Ling1 & SUN ShiGang1 1 State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces,Department of Chemistry,College of Chemistry and Chemical En-gineering,Xiamen University,Xiamen 361005,China;2 Power-long Battery Research Institute,Xiamen University,Xiamen 361005,China;3 Northwest Institute of Nuclear Technology,Xi’an 710024,China. Chinese Science Bulletin. 2007(09)
[7]化学电源科普知识（Ⅰ）[J]. 王金良,马扣祥. 电池工业. 2000(04)
[8]Stephen Brunauer——BET理论和BET法测定固体比表面的创始人[J]. 顾惕人. 大学化学. 1994(02)
博士论文
[1]双离子电池结构优化及储能机制研究[D]. 王帅.北京科技大学 2019
[2]钠离子电池电极材料Na3V2（PO4）3结构及电化学性能研究[D]. 赵丽娜.北京科技大学 2019
[3]几种高效且稳定的超小和超薄纳米电催化剂的设计、合成及性能研究[D]. 林冲.西北大学 2018
[4]氟掺杂石墨烯的制备及其电化学性能研究[D]. 安浩然.天津大学 2017
硕士论文
[1]基于石墨烯带隙调控及拉曼光谱的分析研究[D]. 陈文强.西安理工大学 2018
[2]高比表面积氮化物、碳化物的制备与应用研究[D]. 刘朔.青岛科技大学 2018
[3]Ti4O7/S复合电极材料的制备及其电化学行为研究[D]. 张迎吉.江苏大学 2018
[4]TiN和石墨烯-CNTs导电剂对锂离子电池正负极电化学性能影响的研究[D]. 邱家栋.哈尔滨工程大学 2018
[5]过渡金属氧化物作为锂—空气电池正极催化剂的研究[D]. 张劲波.合肥工业大学 2018
[6]锂氧电池钴基三元梯度催化行为及电化学性能分析[D]. 杨蕊.渤海大学 2017
[7]锂/钠离子电池负极材料和锂硫电池正极材料的制备及其性能研究[D]. 叶小敏.山东大学 2016
[8]锂空气电池正极多孔材料的制备及其性能的研究[D]. 潘通.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3311140
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