鈦基自支撐電極在電化學(xué)儲(chǔ)能器件中的研究.pdf

1、傳統(tǒng)化石能源的稀缺以及嚴(yán)重的環(huán)境污染使得國家大力推動(dòng)電動(dòng)汽車的研發(fā)和普及，而電動(dòng)汽車的開發(fā)對化學(xué)電源的研究提出了更高的要求。因此發(fā)展具有高比能量的新型儲(chǔ)能電池成為研究的重點(diǎn)。本文主要是從過渡金屬Ti出發(fā)，對其氮化物、氧化物作為儲(chǔ)能電池正極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行探索。通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及與其他材料的復(fù)合等方法來提高其電子導(dǎo)電性、催化活性等，從而達(dá)到提高電池能量密度以及循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能的目的。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴經(jīng)過陽極腐蝕、

2、氨氣高溫處理這兩步反應(yīng)過程，直接在Ti網(wǎng)表面制成TiN納米管陣列（TiN NTA），隨后使用循環(huán)伏安法在TiN NTA內(nèi)壁上電沉積RuOx，制備了一種同軸RuOx/TiN NTA自支撐鋰空氣電池正極催化劑。該材料具有良好納米孔道結(jié)構(gòu)，因其獨(dú)特的自支撐TiN納米管陣列結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的電子導(dǎo)電性。同時(shí)，RuOx的加入優(yōu)化了材料的催化活性，有利于催化Li2O2的分解，從而降低了電池的充放電極化，有利于電池的穩(wěn)定循環(huán)。此外，由于是非碳材料自支撐

3、電極，避免了碳材料與放電產(chǎn)物之間的副反應(yīng)，也不存在粘結(jié)劑對電池的影響，因此，RuOx/TiN NTA自支撐材料是作為鋰空氣電池正極材料擁有廣泛的發(fā)展空間。⑵通過陽極氧化方法直接在Ti網(wǎng)表面制備TiO2納米管陣列（TiO2 NTA），之后在空氣中，以450℃的溫度對制備的TiO2 NTA進(jìn)行高溫處理，將其制備成銳鈦礦型，將其作為電極材料應(yīng)用于可充鎂電池中，其中，使用混合了硼氫化鋰/硼氫化鎂兩種鹽的四乙二醇二甲醚溶液做為電解液，通過在純鎂鹽