二氧化锰基催化剂在可充锂空气电池中应用研究

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1、分类号：草校巧码：１００５５’密级：寧号：２１２０１２０加５＇名础乂穿ＮａｎｋａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ论文题目：二氧化儘基催化剂在可充裡空气电池中应用研究缚做±享位巧文、ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ＇－培养草位：．．掌学時＃＿级学科：ｉｔｓ二级学科；无祝化学论女作者；萌宇翔＾Ａ？Ｖ指导教师：陈军教Ｓ南开大学：研究鱼院２０１５年４月中图分类号：学校代码：１００５５ＵＤＣ：密级：公开遂刻乂ｆ硕±学位论文二氧

2、化儘基催化剂在可充裡空气电池中应用研究ｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭａｎ－ＡｐｐｇａｎｅｓｅＯｘｉｄｅＢａｓｅｄＣａｔａｌｙｓｔｉｎｅａｂｅ－ｒＲｅｃｈａｒｇｌＬｉｔｈｉｕｍＡｉＢａｔｔｅｒｉｅｓ论文作者胡辛翔指导教师陈军教授申请学位理学硕±培养单位化学学院学科专业无机化学研究方向余属铺巧气由池答辩委员会主席评阅人南开大学研究生院二０—五年五月南开大学学位论文原劍性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研

3、究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：２０１５日年月非公开学位论文标注说明（本页表中填写内容须打印）根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部口批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。论文题目申请

4、密级□限制（《２年）□秘密（《１０年）□机密（《２０年）保密期限２０年月日至２０年月日审批表编号批准日期２０年月日南开大学学位评定委员会办公室盖章（有效）注；限制女２年（可少于２年）；秘密★１０年（可少于１０年）；机密★ＳＯ年（可少于２０年）南开大学硏究生学位论文作者信息论文题目二氧化猛基催化剂在可充裡空气电池中应用研究姓名胡宇翔学号２１２０１２０６０５答辩日期２０１５年０５月２０日论文类别博±□学历硕±＾专业学位硕±□同等学力硕±□划选择

5、学院（单位）化学学院学科／专业（专业学科）名称化学学科／无机化学ＩＩ联系电话电子邮箱Ｉ通信地址（邮编）；非公开论文编号备注否ＩＩＩ注一；本授权书适用我校授予的所有博ｔ硕±的学位论文。由作者填写份并签字后交校图书馆，如已批准为非公＂非＂开学位论文，须附批准巧过的《南开大学研究生申请非公开学位论文审批表》和公开学位论文标注说明巧询。摘要摘要－可充裡空气电池因具有高能量密度ｉ（３４５８Ｗｈｋｇ，Ｗ放电产物计算）、绿色环保等性能备受关注。但是目前可充裡空气电池的推

6、广和运用仍然受到充放电极化大、能量效率低、循环差、副反应等诸多限制。开发高活性，低成本的正极催化剂是解决可充裡空气电池实际运用问题的关键一。Ｍｎ〇２基催化剂做为类非贵金属基催化剂，因为其环境友好，成本低廉和储量丰富的特点成为最具一有应用前景的催化剂之。但是二氧化猛本身电催化活性较低。因此本文运用了电化学原位裡化和与氧化物复合的改性方法，衙单、新颖和高效的提高了其在裡空气电池中的催化性能。主要内容如下：１．二提出把废弃裡铺电池中的活性物质裡化后的氧化猛正极，在通入空气后再利用于可充裡空气电

7、池中。首次提出可充金属空气电池正极催化剂的电化学裡化制备方法，运用电化学原位裡化的方法得到了不同裡化态的Ｍｎ〇２。而且研究了裡化Ｍｎ〇２电极的裡空气正极催化活性与裡化程度的关系，其中在裡化程度达到计量比为Ｌｉ〇．５〇Ｍｎ〇２时体现出最佳的裡空气电池催化性能，充放电容－量高达ｉ１０８２３ｍＡｈｇｃａｒｂｏｎ，保持循环周期在１９０圈Ｗ上。２．正极催化剂的微观形貌和结构都对裡空气电池的电学性能有着重要的影响。本文在空气电极集流体（泡沫儀基材）上原位生长四氧化Ｈ钻阵列后，通过水热法制备出与之复合的

8、二氧化铺纳米片。这种方法得到的复合的氧化物不仅体现出了优异的氧还原（ＯＲＲ）和氧析出（ＯＥＲ）性能并降低充放电极化到０．７２Ｖ，而且多孔结构的催化剂提供了大量的活性位点并对放电产物的生长有一定的限域作用，这些都对可充裡空气电池的性能有着大的提升。还针对放电产物过氧化裡的尺寸效应进行了详细研究，结果表明充电过电位会