發(fā)布時間：2020-12-12 12:43

　　由于鋰/空氣電池具有超高理論能量密度、低污染、零排放等特點,其在電動汽車方面具有良好的應(yīng)用前景,因而吸引了全球眾多研究者的關(guān)注,研究工作也取得了一些突破性的進展。然而,要實現(xiàn)這種電池的商業(yè)化應(yīng)用,還有許多亟待解決的難題。其中最大的難題之一就是其空氣電極及空氣電極（陰極）催化劑。事實上,目前國內(nèi)外關(guān)于鋰空電池的研究大多集中在空氣電極催化劑及空氣電極方面。本文中,我們嘗試制備了一系列將金屬及其氧化物負載在摻雜還原氧化石墨烯上的空氣電極材料,采用改性hummers法、高溫?zé)崽幚�、水熱碳化等一系列途�?制備了具有獨特形貌和結(jié)構(gòu)的摻雜納米碳基材料,并以此為基底,采用浸漬還原法、水熱反應(yīng)法等途徑制備了摻雜納米碳基材料與貴金屬的復(fù)合催化劑,并結(jié)合催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、氧還原氧析出催化活性等因素進行探討,深入的分析了其作為鋰/空氣電池陰極催化劑的電池性能,旨在制備出對鋰/空氣電池性能有大幅度提升的高效雙功能陰極催化劑。首先,以未摻雜還原氧化石墨烯（rGO）為基底,通過浸漬還原法制備了不同貴金屬負載在r GO上,考察了這四種催化劑在鋰/空氣電池中的性能。結(jié)果表明,四種催化劑都保持了石墨烯獨特形貌... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰/空氣電池的概述
    1.3 鋰/空氣電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.3.1 水系電解液體系鋰/空氣電池
        1.3.2 有機電解液體系鋰/空氣電池
        1.3.3 水系-有機混合電解液體系鋰/空氣電池
        1.3.4 固體電解質(zhì)體系鋰/空氣電池
    1.4 鋰/空氣電池空氣電極的研究進展
        1.4.1 空氣電極結(jié)構(gòu)
        1.4.2 碳材料
        1.4.3 非貴金屬催化劑
        1.4.4 貴金屬催化劑
        1.4.5 無碳電極 （carbon free）
        1.4.6 過氧化鋰在陰極上的形成與形貌
    1.5 電解液
        1.5.1 碳酸酯基電解液
        1.5.2 醚基電解液
        1.5.3 含硫類電解液
        1.5.4 基于離子液體的電解液
        1.5.5 電解質(zhì)鹽類
    1.6 鋰/空氣電池負極
        1.6.1 鋰金屬負極
        1.6.2 鋰硅合金負極
    1.7 鋰/空氣電池中存在的問題和挑戰(zhàn)
    1.8 本論文的研究內(nèi)容和意義
        1.8.1 研究背景和意義
        1.8.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分及表征方法
    2.1 實驗材料及化學(xué)試劑
    2.2 實驗主要儀器和設(shè)備
    2.3 實驗方法
    2.4 樣品的表征
        2.4.1 X-射線衍射分析（XRD）
        2.4.2 掃描電子顯微鏡表征（SEM）
        2.4.3 透射電子顯微鏡表征（TEM）
        2.4.4 X-射線光電子能譜表征（XPS）
        2.4.5 氮氣吸脫附分析（BET）
        2.4.6 拉曼光譜分析（Raman）
    2.5 催化劑的電化學(xué)性能表征
        2.5.1 三電極體系測試催化劑的ORR和OER催化活性
        2.5.2 交流阻抗和電池循環(huán)伏安研究
        2.5.3 電池極片的制備
        2.5.4 電池的結(jié)構(gòu)和組裝
        2.5.5 電池的恒電流充放電測試
第三章 還原氧化石墨烯負載貴金屬催化劑的制備及其鋰/空氣電池性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料的制備
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 材料的形貌表征
        3.3.3 材料的電化學(xué)表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 多元摻雜石墨烯負載釕納米粒子雙功能催化劑的制備及其鋰/空氣電池性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料的制備
        4.2.2 材料的表征
        4.2.3 電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 材料的形貌表征
        4.3.3 材料的電化學(xué)表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 鈷氮摻雜石墨烯負載銥氧化物納米粒子催化劑的制備及其鋰/空氣電池性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 材料的制備
        5.2.2 材料的表征
        5.2.3 電化學(xué)性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 材料的結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 材料的形貌表征
        5.3.3 材料的電化學(xué)表征
    5.4 本章小結(jié)
第六章 生物質(zhì)衍生多元摻雜類石墨烯物質(zhì)作為鋰/空氣電池陰極催化劑的研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 材料的制備
        6.2.2 材料的表征
        6.2.3 電化學(xué)性能測試
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 材料的結(jié)構(gòu)表征
        6.3.2 材料的形貌表征
        6.3.3 材料的電化學(xué)表征
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：2912581