鋰空氣電池陰極催化劑Pd-MnO2-C的制備及性能研究.pdf

1、近年來,全球能源危機(jī)和環(huán)境破壞狀況日益嚴(yán)重,開發(fā)高效清潔的可再生能源已成為當(dāng)務(wù)之急。二次電池作為一種能量轉(zhuǎn)換與儲存裝置,在全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程中占有重要地位,目前正向能量密度更高、更加安全、對環(huán)境更加友好的方向發(fā)展。金屬空氣電池?fù)碛谐叩谋饶芰亢蛯Νh(huán)境友好的特點(diǎn),備受關(guān)注,其中,鋰空氣電池的理論能量密度高達(dá)3457Wh/kg,遠(yuǎn)超過目前已有的任何電池,有希望成為新一代的二次電池。然而,目前其實(shí)用化研究還處于探索階段。
　　實(shí)驗

2、采用氧化還原法、沉淀法以及水熱法分別合成了一系列不同晶型的納米二氧化錳及錳氧化物催化劑;采用微波輔助乙二醇法制備了高效、高分散的鋰空氣電池陰極催化劑材料Pd/C及Pd/MnO2/C。實(shí)驗研究了催化劑材料的結(jié)構(gòu)、形貌以及電化學(xué)性能,并分析了不同影響因素,如催化劑碳載量、放電電流密度、放電深度以及電解液種類等對電池性能的影響。
　　采用水熱法合成的納米α-MnO2粒徑較小,約30nm,并且呈納米棒結(jié)構(gòu),長度約為幾個μm。當(dāng)納米二氧化錳

3、的碳載量為10％時,催化劑MnO2/C表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能,用扣式電池進(jìn)行充放電實(shí)驗,首次放電比容量達(dá)到597mAh/g(催化劑+粘結(jié)劑),其中電解液為離子液體,循環(huán)7次后放電容量衰減很快,最終放電終止于電解液揮發(fā)和空氣孔道被放電產(chǎn)物堵塞。
　　采用微波輔助乙二醇法制催化劑Pd/C及Pd/MnO2/C,由于貴金屬Pd的加入,鋰空氣電池的放電性能有了明顯的提高,放電平臺穩(wěn)定在2.7～2.9V之間,開路電壓在2.9～3.1V,達(dá)到了