锂空气电池 ppt课件.ppt

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1、水体系锂空气电池的装置图金属锂条碱性水溶性凝胶或碱性水溶液含锂盐的有机电解液2.防止金属锂产生的枝晶刺穿隔膜导致短路1..隔离两种电解液，只允许Li+通过需寻找合适的催化剂Au-Pt纳米粒子GNSMn-oxideLSCO催化剂的探讨经典锰的氧化物的纳米催化剂Au-Pt纳米粒子纳米粒子炭黑LaSrCoO放电时（1）负极反应（Li→Li++e-）金属锂以锂离子（Li+）的形式溶于有机电解液，电子供应给导线。溶解的锂离子（Li+）穿过固体电解质移到正极的水性电解液中（2）正极（O2+2H2O+4e-→4OH-）通

2、过导线供应电子，空气中的氧气和水在微细化碳表面发生反应后生成氢氧根离子（OH-）。在正极的水性电解液中与锂离子（Li+）结合生成水溶性的氢氧化锂（LiOH）。（1）负极反应（Li++e-→Li）通过导线供应电子，锂离子（Li+）由正极的水性电解液穿过固体电解质到达负极表面，在负极表面发生反应生成金属锂。（2）正极反应（4OH-→O2+2H2O+4e-）反应生成氧。产生的电子供应给导线。充电时Li++H20LiOH+1/2H2Li++H+=LiH副反应反应产生的氢气、LiH存在安全隐患需要探究Li+和H+在不

3、同环境下的还原作用以及如何抑制H+的还原作用水溶液二次锂空气电池充电时氢原子还原研究——速度左图氢离子和锂离子还原速度的比较Li+半径大速度慢电流密度低H+半径小速度快电流密度高水溶液二次锂空气电池充电时氢原子还原研究——pH酸性溶液里，H+的还电流密度高；降低H+的浓度能有效抑制其还原电流密度。中性和碱性溶液中，H+的还原电流密度低；降低H+的浓度不能有效抑制其还原电流密度。水体系锂空气电池LISICON型的磷酸钛锂电解质PEO与Li2O复合的固态电解质膜（能有效降低界面，阻抗提高电导率）对锂稳定的一

4、种季铵盐离子液体1-甲基-1-辛基哌啶三甲基磺酰亚胺PP18TFSI特色：碱性水凝胶与离子液体复合PTFE过滤器聚合物电解质复合负极全体封装在复合薄膜里，只在LTAP薄膜上留一个与电解液的接触口左图实验电池两侧有进出口以提供空气流上面为正极下面为负极非水(有机)体系锂空气电池StructureofLi-airbatterieswithorganicelectrolyte充放电测试缺点反应原理：2Li+O2=Li2O24Li+O2=2Li2O反应生成的Li2O2会堵塞多孔碳空气电池，会导致放电过程完全终止多孔

5、碳空气电极各种研究1.以碳酸钠为催化剂，通过间二苯酚与甲醛的缩合、碳化制备了多孔碳气凝胶，通过控制反应参数和条件对碳气凝胶的孔结构进行调控。以此为空气电极组装成锂空气电池，系统研究了多孔碳材料的结构、孔容、孔径以及比表面积对放电容量和放电电压的影响。2.利用多孔二氧化硅作为硬模板制备了多孔碳泡沫（具有二级介孔孔道结构以及窄的尺寸分布）在放电过程中可以为锂氧化物提供更多的沉积空间，使具有更大的放电容量。3.利用单壁碳纳米管与碳纤维制备的复合纸状多孔碳作为空气电极，研究其厚度对性能的影响。同时也研究了碳材料的微

6、结构和负载量的影响。4.高比表面积的多孔碳的孔径分布与性能之间的关系微孔和部分介孔：会被锂氧化物堵塞故电极的容量由不会影响物资传输的大尺寸孔道决定催化剂电解液空气脱水膜