有機體系鋰-空氣電池性能優(yōu)化的研究.pdf

1、有機體系鋰-空氣電池的理論能量密度高達11680 W·h/kg，其儲能能力遠高于其他電池體系。但目前的鋰-空氣電池中還存在很多問題亟待解決，比如電池的穩(wěn)定性和可逆性都有待提高，其過電位較高并且循環(huán)性能較差。通過對電池本身和測試條件的控制和改進可以優(yōu)化其循環(huán)性能。
　　本文以簡單的反相共沉淀方法合成的新型催化劑LaNiO3納米顆粒表現出了高效的催化活性.在以泡沫鎳作為空氣電極集流體的研究中，所制備的鋰-空氣電池的放電容量可以達到11

2、09mAh/g，放電平臺為2.59V。比較了兩種碳材料（Super P和石墨烯微片）作為載體的空氣電極對電池性能的影響，發(fā)現多孔性的電極結構更有利于電池性能的提高。此外，還分析了控制電解液（1mol/L LiTFSI/TEGDME）中水含量的必要性。實驗結果表明，經過上述三方面優(yōu)化的鋰-空氣電池具有穩(wěn)定的循環(huán)性能，循環(huán)第五圈的容量保持率為96.21％，且不出現電壓平臺的明顯變化。接下來又考察了集流體對性能的影響，發(fā)現使用碳纖維紙制備空氣

3、電極能使電池性能大幅提升。
　　以上研究明確了有機體系鋰-空氣電池的最佳組裝和測試條件，在此基礎上又著重研究了新型催化劑LaNiO3對電池性能的改善。最終，所組裝的鋰-空氣電池表現出低的充放電電壓差（878mV），優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（循環(huán)圈數>155）以及穩(wěn)定的放電平臺（始終高于2.51V），而使用的催化劑只占空氣電極總載量的18 wt%。LaNiO3催化劑表現出的優(yōu)異催化性能被歸因于LaNiO3材料本身的高催化活性、催化劑材料所具