导　　师： 王芳;吴其兴

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 新型锂空气电池由于具备极高的理论能量密度而受到了广泛的关注。但是,锂空气电池离实际应用还存在着很大的差距,其较大的充放电过电势导致了较差的循环性能和倍率性能,这与空气正极的氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)过程的钝化密切相关。通过改善空气正极的结构并结合催化剂的使用是促进锂空气电池ORR与OER过程的有效途径。本文中,为避免碳基正极的各种弊端,采用水热法和热处理法使金属氧化物催化剂钴酸铁(FeCoO)薄片原位生长在泡沫镍(Ni)上构筑大孔/介孔并存的多孔非碳正极FeCoO@Ni并应用到锂空气电池中,大孔提供放电产物Li2O2储存的空间和O2的扩散通道;而FeCoO薄片上的介孔则为ORR/OER提供充足的催化活性位点。而后通过使用贵金属金(Au)来修饰FeCoO@Ni,制备出新型复合空气正极Au/FeCoO@Ni,以进一步降低充放电过电势,提升电池循环性能。两种非碳正极具体的性能考察如下:(1)通过水热反应和热处理两个过程制备非碳正极FeCoO@Ni,并通过改变水热溶剂和煅烧温度(300-400℃)来调控FeCoO的形貌、结构。采用SEM、BET、XRD等手段对材料的理化性能进行表征,最后将空气正极分别组装成CR2032型扣式电池,并进行多种电化学性能测试。结果表明乙二醇能够起到减少催化剂堆叠和团聚的作用,350℃下煅烧得到的空气正极FeCoO@Ni具有较大的比表面积和最大孔容,并且结晶程度良好,同时拥有最大的放电容量和最优的充放电平台。因此,确定水热溶剂中含有乙二醇和煅烧温度为350℃是制备大孔/介孔并存的FeCoO@Ni的最佳条件,后续的FeCoO@Ni均在此条件下制备。(2)继续对非碳正极FeCoO@Ni在锂空气电池中的应用进行深入的研究。经TEM和XPS表征进一步确认了FeCoO@Ni为大孔/介孔并存的三维多孔结构和其氧空位的存在。将所制备的非碳正极FeCoO@Ni与碳基正极KB/FeCoO/Ni进行电化学�

关 键 词： 钴酸铁 非碳正极 金 催化剂 锂空气电池

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