Li-O₂電池因?yàn)閾碛袠O高的理論能量密度而備受關(guān)注,可以為電動(dòng)汽車等設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)供能,這使其成為未來(lái)極具發(fā)展前景的儲(chǔ)能系統(tǒng)之一。但是,現(xiàn)如今Li-O₂電池仍有很多問(wèn)題有待解決,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還需要付出更多的努力。最主要的問(wèn)題之一是由于過(guò)高的過(guò)電勢(shì),這會(huì)降低電池的能量效率,分解正極和電解液,造成電池體系的不穩(wěn)定。利用有效的固態(tài)催化劑或者氧化還原媒介（Redox Mediators,RMs）可以有效降低能壘,促進(jìn)反應(yīng)速率,降低過(guò)電勢(shì)。固態(tài)催化劑可以負(fù)載于O₂正極電極上,催化氧化放電過(guò)程中產(chǎn)生的產(chǎn)物。但是固態(tài)催化劑會(huì)與電解液反應(yīng)發(fā)生副反應(yīng),且只能氧化在其周圍的Li₂O₂。而使用RMs能溶解于電解液中,可高效快速分解Li₂O₂,從而大大提高電池能量效率。但是含有RM的體系中存在穿梭效應(yīng)（shuttle effect）,導(dǎo)致RM持續(xù)損耗及Li負(fù)極的不斷腐蝕。為了解決上述問(wèn)題,本論文著手于以下兩個(gè)工作:1.通過(guò)球磨法和高溫?zé)崽幚矸ㄖ苽淞薔CNs/CT...

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1各種二次電池和汽油的理論和實(shí)際能量密度對(duì)比圖[9]

2圖1-1各種二次電池和汽油的理論和實(shí)際能量密度對(duì)比圖[9]。1.2Li-O2電池的工作原理典型的Li-O2電池由鋰金屬負(fù)極、隔膜、電解液和多孔氧氣正極組成。根據(jù)所使用的電解液不同，將Li-O2電池分為四種類型，如圖1-2所示:(a)水體系Li-O2電池，(b)非水體系Li-O2....

圖1-2(a)水體系Li-O2電池，(b)非水體系Li-O2電池，(c)有機(jī)-水體系Li-O2電池，(d)全固態(tài)Li-O2電池[13]

2圖1-1各種二次電池和汽油的理論和實(shí)際能量密度對(duì)比圖[9]。1.2Li-O2電池的工作原理典型的Li-O2電池由鋰金屬負(fù)極、隔膜、電解液和多孔氧氣正極組成。根據(jù)所使用的電解液不同，將Li-O2電池分為四種類型，如圖1-2所示:(a)水體系Li-O2電池，(b)非水體系Li-O2....

圖1-3非水體系Li-O2電池的工作原理圖[14]

3生的反應(yīng)不一致，甚至于更為復(fù)雜。目前針對(duì)有機(jī)Li-O2電池體系發(fā)生的具體反應(yīng)有很多爭(zhēng)議。本論文中，我們討論了一種大多數(shù)人都比較認(rèn)可的反應(yīng)機(jī)制。在放電時(shí)，即ORR過(guò)程中發(fā)生如下過(guò)程：首先O2進(jìn)入正極，溶解在電解液中，還原為O2-，與鋰離子形成產(chǎn)物L(fēng)iO2；下一步是LiO2轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)....

圖1-4(a)石墨烯片(FGS)的結(jié)構(gòu)示意圖；(b)石墨烯片制備的O2正極結(jié)構(gòu)示意

4導(dǎo)率(103-104Sm-1)和較高的比表面積(2,630m2g-1)等[20]。如圖1-4所示，該電極為由石墨烯片(FGS)分層排列而組成[19]。這種三維結(jié)構(gòu)由納米尺度級(jí)的孔道相互連接組成，并顯示出極高的容量15,000mAhg-1。圖1-4(a)石墨烯片(FGS)的結(jié)構(gòu)示....

本文編號(hào)：4041419