CoO@Ni非碳正极的制备及其在锂空气电池中的应用研究
发布时间：2023-10-29 12:43
非水系锂空气电池作为一种高能量密度的二次电池是后锂离子时代的一种新型电池。由于其超高的能量密度而受到了国内外的广泛关注和研究。于此同时,锂空气电池目前仍存在许多的问题,如放电产物Li2O2的不溶性使其在放电后会在正极表面堆积容易堵塞正极孔道,导致正极钝化而影响传质效率使电池使用寿命降低;Li2O2自身的绝缘性质使得充电过程需要更高的电压进行分解,从而导致高的充电过电势。尽管各种催化剂已经被运用到碳基正极中来改善此类问题,然而碳基正极自身也存在弊端。传统的碳基正极由于容易受到放电产物和放电中间产物(O22-和O2-)的进攻而生成一些不必要的副产物。而这些副产物具有高的分解电压,容易在正极表面积累导致高的充电过电势从而加速电池性能的衰竭。因此,需要开发一种非碳正极结构来代替目前所研究的碳基正极。为了避免碳材料所带来的问题,本文采用原位生长的方法直接将催化剂生长于集流体表面从而制备出一种非碳锂空气电池正极。并将其运用于...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 锂空气电池的概述
1.3 锂空气电池的基本结构和工作原理
1.3.1 锂空气电池的种类和结构特点
1.3.2 有机体系锂空气电池的工作原理
1.4 锂空气电池目前面临的问题
1.5 锂空气电池正极材料及催化剂的研究进展
1.5.1 空气正极的结构
1.5.2 碳材料正极
1.5.3 非碳正极
1.5.4 催化剂
1.6 论文的选题依据、研究内容及创新点
1.6.1 课题的选题依据
1.6.2 主要研究内容
1.6.3 本课题的创新点
第2章 实验用品与测试方法
2.1 实验原料
2.2 实验仪器
2.3 材料表征
2.3.1 X射线衍射分析测试
2.3.2 低温氮气吸脱附测试
2.3.3 场发射扫描电子显微镜测试
2.3.4 透射电子显微镜测试
2.3.5 能谱分析
2.3.6 X射线光电子能谱测试
2.3.7 拉曼光谱测试
2.3.8 电子顺磁共振测试
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 电化学交流阻抗测试
2.4.3 恒流充放电测试
第3章 CoO@Ni非碳正极的制备及其在锂空气电池中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 非碳正极CoO@Ni和碳基正极KB/Ni的制备
3.2.2 锂空气电池的组装
3.2.3 材料结构的表征和电化学性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 水热时间对Co O@Ni结构的探索
3.3.2 非碳正极CoO@Ni的结构表征
3.3.3 非碳正极CoO@Ni与碳基正极KB/Ni的电化学性能对比
3.3.4 放电产物的表征和分析
3.4 本章小结
第4章 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极制备条件的探索
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极的制备
4.2.2 锂空气电池的组装
4.2.3 材料表征及电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 水热时间对CoO@Ni-R结构影响的探索
4.3.2 不同水热时间的CoO@Ni-R正极的电化学性能对比
4.3.3 还原时间对CoO@Ni-R结构及空位的影响
4.3.4 不同还原时间的CoO@Ni-R正极的电化学性能对比
4.4 本章小结
第5章 含氧空位CoO@Ni-R正极在锂空气电池中的应用研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 锂空气电池正极的制备
5.2.2 锂空气电池的组装
5.2.3 材料的结构表征及电化学性能测试
5.3 结果讨论
5.3.1 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极的结构表征
5.3.2 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极的电化学性能测试及分析
5.3.3 放电产物的表征与分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3858101
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 锂空气电池的概述
1.3 锂空气电池的基本结构和工作原理
1.3.1 锂空气电池的种类和结构特点
1.3.2 有机体系锂空气电池的工作原理
1.4 锂空气电池目前面临的问题
1.5 锂空气电池正极材料及催化剂的研究进展
1.5.1 空气正极的结构
1.5.2 碳材料正极
1.5.3 非碳正极
1.5.4 催化剂
1.6 论文的选题依据、研究内容及创新点
1.6.1 课题的选题依据
1.6.2 主要研究内容
1.6.3 本课题的创新点
第2章 实验用品与测试方法
2.1 实验原料
2.2 实验仪器
2.3 材料表征
2.3.1 X射线衍射分析测试
2.3.2 低温氮气吸脱附测试
2.3.3 场发射扫描电子显微镜测试
2.3.4 透射电子显微镜测试
2.3.5 能谱分析
2.3.6 X射线光电子能谱测试
2.3.7 拉曼光谱测试
2.3.8 电子顺磁共振测试
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 电化学交流阻抗测试
2.4.3 恒流充放电测试
第3章 CoO@Ni非碳正极的制备及其在锂空气电池中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 非碳正极CoO@Ni和碳基正极KB/Ni的制备
3.2.2 锂空气电池的组装
3.2.3 材料结构的表征和电化学性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 水热时间对Co O@Ni结构的探索
3.3.2 非碳正极CoO@Ni的结构表征
3.3.3 非碳正极CoO@Ni与碳基正极KB/Ni的电化学性能对比
3.3.4 放电产物的表征和分析
3.4 本章小结
第4章 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极制备条件的探索
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极的制备
4.2.2 锂空气电池的组装
4.2.3 材料表征及电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 水热时间对CoO@Ni-R结构影响的探索
4.3.2 不同水热时间的CoO@Ni-R正极的电化学性能对比
4.3.3 还原时间对CoO@Ni-R结构及空位的影响
4.3.4 不同还原时间的CoO@Ni-R正极的电化学性能对比
4.4 本章小结
第5章 含氧空位CoO@Ni-R正极在锂空气电池中的应用研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 锂空气电池正极的制备
5.2.2 锂空气电池的组装
5.2.3 材料的结构表征及电化学性能测试
5.3 结果讨论
5.3.1 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极的结构表征
5.3.2 含氧空位的CoO@Ni-R非碳正极的电化学性能测试及分析
5.3.3 放电产物的表征与分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3858101
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3858101.html
教材专著
