炭基鋰-氧電池性能及其納米鈷鎳氧化物作用研究.pdf

1、本文以可充鋰-氧電池作為研究對(duì)象,結(jié)合包括活性炭、炭氣凝膠等炭材料,考察了納米結(jié)構(gòu)鎳、鈷氧化物作為氧還原催化劑對(duì)鋰-氧電池的催化性能影響。通過電化學(xué)測(cè)試方法,針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析研究了影響鋰-氧電池性能的因素。
　　 本文采用水熱法制備的納米:NiO、Co3O4及復(fù)合NiO-Co3O4作為催化劑,通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等測(cè)試手段,表征了材料的結(jié)構(gòu)、形貌和粒徑大小。選取包括活性炭、炭氣凝膠等

2、作為炭基電極片中所使用的炭材料,通過N2吸附法(BET)及紅外光譜(FTIR)測(cè)試方法,分析了炭氣凝膠的比表面積及其表面引入的含氧基團(tuán)情況。組裝電池后,采用恒流充放電、循環(huán)壽命、電化學(xué)阻抗等技術(shù)測(cè)試了電池的電化學(xué)性能。
　　 結(jié)果表明:(1)催化劑納米NiO可改善電池的電化學(xué)性能,可提高電池的比容量。在電流密度為0.1 mA/cm2的條件下,鋰.氧扣式實(shí)驗(yàn)電池的首次放電比容量達(dá)到1258.4 mAh/g,放電電壓平臺(tái)穩(wěn)定在2.7

3、 V左右,充電電壓平臺(tái)為4.2 V。(2)催化劑納米Co3O4結(jié)合炭氣凝膠制備的炭基氧氣電極,組裝扣式實(shí)驗(yàn)電池后,在電流密度為0.1 mA/cm2的條件下,電池第2次放電后的容量為1974.5 mAh/g,電壓平臺(tái)接近2.8 V,充電平臺(tái)接近4.0 V。降低了充放電電壓平臺(tái)之差,有效改善了電池的循環(huán)性能,電池比容量也得以提高。(3)復(fù)合催化劑NiO-Co3O4結(jié)合表面存在羰基的炭氣凝膠制備的炭基氧氣電極,組裝電池后的性能得到了較好的改善