高效碳基催化剂材料的设计与锂氧气和锂二氧化碳电池性能研究

发布时间：2021-09-11 15:25

　　在繁多的二次能源中,锂氧气电池具有极高的理论比能量,远远大于目前已经产业化的锂离子电池,同时具有环保、价格低廉的特点,因此被人们寄予厚望。但锂空气电池目前仍存在循环性能差、放电比容量低及充电过电压高等问题。电池性能的改善依赖于正极催化剂的选择与优化。高效的催化剂材料可以显著改善电池反应过程中滞后的反应动力学,降低过电势,提高充放电效率。此外,催化剂微观形貌也会对锂空气电池性能产生重要影响,构建高比表面积的催化剂可以有效地提高锂空气电池比容量并改善循环性能。（1）本论文进行了二维Co-N-C材料的合成以及锂氧气电池（O2+2Li（?）#Li2O2）性能测试。我们采用碳源,氮源和钴源作为反应物,用机械混合的的方法制备Co@PNCS前驱体,通过一步热处理的方法,制备出多孔层状Co@NC结构。用于锂空气电池催化剂的研究。初步实验结果表明,一步热处理得到的多孔层状Co@HNCS结构在锂空气电池中具有良好的催化性能。Co@HNCS电极的一次完全放电容量相较于其他文献有较大提升以及截容量600 mAh g-1下循环寿命超过120圈。同时我们利用DFT计算得到Co（111）晶面吸附能大于石墨氮和吡咯氮... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１与汽油相比？各种可充电电池的比能量密度（Ｗｈ／ｋｇｆｊ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ?ｅｎｅｒｇ＞ｒ?ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ?（Ｗｌｉ／ｋｇ）?ｆｏｒ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｔ＞?ｐｅｓ?ｏｆ?ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??１

图１－２三类锂空气电池的示意图（ａ）有机电解液型（ｂ）水／混合电解液型（ｃ）全固态电??解液型［３］??Ｆｉ．?１－２?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａ?

一Li一6电池目前面临的挑战l3J

【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)



本文编号：3393248