鋁-空氣電池空氣電極的制備與表征.pdf

1、鋁空氣電池作為一種新型高能量化學(xué)電源，其具有原料來源豐富、價格優(yōu)廉、比能量高、使用壽命長等優(yōu)點。以海水作為電解液的鋁空氣電池在海上航標(biāo)燈、海軍潛艇的動力電源等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，但空氣電極極化現(xiàn)象嚴(yán)重，穩(wěn)定性較差，影響了鋁空氣電池的進(jìn)一步應(yīng)用。
　　本文研究以鋁空氣電池空氣電極作為研究對象，采用溶膠-凝膠法合成鈣鈦礦型氧化物L(fēng)aCoO3作為空氣電極的催化劑催化氧的還原反應(yīng)。通過熱重曲線確定干凝膠的煅燒溫度。通過XRD、IR研究了

2、溶劑的選擇、硝酸鈣的摻雜量、檸檬酸的加入量對制備出LaCoO3顆粒催化氧還原反應(yīng)性能的影響并通過正交試驗優(yōu)化LaCoO3的制備工藝。通過粒度分析研究不同條件下制備的LaCoO3的大小。通過比表面積研究不同溶劑制備LaCoO3的比表面積。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用乙二醇作溶劑，以10℃/min的速率升至700℃并在此溫度下煅燒2h，硝酸鈣摻雜量為0.4即La0.6Ca0.4CoO3，檸檬酸與金屬離子的物質(zhì)的量比為2:1時所制備的催化劑顆粒大小在20

3、0nm，比表面積達(dá)到63.59m2/g，對氧的吸附能力較強，催化劑性能較好。
　　通過極化曲線、循環(huán)伏安、電化學(xué)阻抗譜、放電曲線等電化學(xué)方法研究了催化層中催化劑和PTFE的含量、防水透氣層中造孔劑的含量以及空氣電極的厚度對空氣電極性能的影響。研究表明，當(dāng)催化層中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，PTFE的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時，催化層的催化性能較好，當(dāng)防水透氣層使用草酸銨作為造孔劑，造孔劑與乙炔黑的質(zhì)量比為2:1時，防水透氣層表面生成大量微孔