锂氧和锂二氧化碳电池正极的制备及性能研究

发布时间：2022-02-22 11:27

　　为了尽量减少化石燃料的消耗,从而减少二氧化碳的排放对全球变暖产生影响,目前正在实行道路运输电气化战略。全面电气化改造面临的主要技术障碍是探索先进的储能系统。可充锂氧和锂二氧化碳电池因其具有极高的能量密度而被认为是最有前途的储能和转换设备。然而,锂氧和锂二氧化碳电池仍面临许多问题,其中关键是缺乏高效的电催化剂,严重阻碍了这项技术的商业化。针对以上问题,本文旨在设计和制备高活性催化剂体系从而提高锂氧和锂二氧化碳电池的电性能。主要研究内容为以下三个方面:（1）通过两步水热反应制备NiO/Ni片层包覆的空心碳球复合材料。电催化性能测试结果表明,NiO/Ni片层包覆的空心碳球复合材料在碱性溶液中具有很好的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）催化活性,而且具有良好的稳定性。用作非水Li-O₂电池正极催化剂中,当恒流100 mA g^-1、放电截止电压为2.0 V时,放电比容量达到6115.9mAh g^-1。此外,在电流密度为100 mA g^-1、恒定容量1000 mAh g^-1条件下,电... 

【文章来源】：河南师范大学河南省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂空气电池
        1.2.1 概述
        1.2.2 锂空气电池的研究现状
        1.2.3 锂空气电池的工作原理
    1.3 锂空气电池正极材料的研究进展
        1.3.1 空气电极结构
        1.3.2 碳基催化剂
        1.3.3 非碳基催化剂
    1.4 本论文的研究思路和主要内容
第二章 NiO/Ni包覆空心碳球作为正极材料在锂氧电池中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验原料及仪器设
        2.2.1 实验原料和化学试剂
        2.2.2 实验设备
    2.3 实验部分
        2.3.1 NiO/Ni包覆空心碳球的制备
        2.3.2 电催化材料的制备及测试
        2.3.3 电池组装及电性能测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 NiO/Ni包覆空心碳球的各种表征
        2.4.2 NiO/Ni包覆空心碳球的电催化性能测试
        2.4.3 NiO/Ni包覆空心碳球的电性能测试
    2.5 本章小结
第三章 N/S共掺杂三维石墨烯负载NiO作为正极材料在锂氧和锂二氧化碳电池中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验原料及仪器设备
    3.3 实验部分
        3.3.1 N/S共掺杂三维石墨烯负载NiO的制备
        3.3.2 电催化材料的制备及测试
        3.3.3 电池组装及电性能测试
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 N/S共掺杂三维石墨烯负载NiO的各种表征
        3.4.2 N/S共掺杂三维石墨烯负载NiO的电催化性能测试
        3.4.3 N/S共掺杂三维石墨烯负载NiO的电性能测试
    3.5 本章小结
第四章 碳包覆铜纳米颗粒的催化性能研究及作为正极材料在锂二氧化碳电池中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验原料及仪器设备
    4.3 实验部分
        4.3.1 碳包覆铜纳米颗粒的制备
        4.3.2 电催化材料的制备及测试
        4.3.3 电池组装及电性能测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 碳包覆铜纳米颗粒的各种表征
        4.4.2 碳包覆铜纳米颗粒的电催化性能测试
        4.4.3 碳包覆铜纳米颗粒的电性能测试
    4.5 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
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Li-CO2电池机理、催化剂和性能研究进展（英文）[J]. 李翔,杨思勰,冯宁宁,何平,周豪慎.  催化学报. 2016(07)
[2]室温下金属有机骨架材料Cu3（BTC）2的合成与表征[J]. 那立艳,张丽影,张伟,华瑞年.  功能材料. 2015(12)



本文编号：3639348