鋰空氣電池陰極催化劑La2NiO4的制備與摻雜改性研究.pdf

1、鋰離子電池由于對環(huán)境友好，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，在小型電子設(shè)備中具有廣泛的前景。但是基于未來的高續(xù)航里程的電動(dòng)汽車和更高待機(jī)時(shí)間的電子設(shè)備的需求，開發(fā)出新型高能量密度，高安全，對環(huán)境友好，長壽命的二次電池是未來的發(fā)展方向。鋰空氣電池由于具有目前鋰離子電池5～10倍能量密度而備受關(guān)注，有望成為新一代的二次電池，但是其充放電過電位通常高于1V，因而其能量轉(zhuǎn)換效率通常比鋰離子電池低很多。電化學(xué)催化劑能起到減少充放電過電位的作用而提高能量轉(zhuǎn)換效率和電池

2、循環(huán)性能。
　　通過一種新的水熱法成功制備了La2NiO4，通過SEM和TEM表征發(fā)現(xiàn)，水熱法得到了粒徑在200nm左右的La2NiO4納米顆粒，其電子衍射分析(SAED)圖為排列整齊的衍射斑點(diǎn)組成，表明水熱法得到了單晶結(jié)構(gòu)的La2NiO4顆粒。
　　通過傳統(tǒng)的Pechini法制備了粒徑在500nm左右的La2NiO4顆粒，電子衍射分析(SAED)圖類似同心圓環(huán)，表明這種方法得到的是多晶結(jié)構(gòu)的La2NiO4顆粒。BET比表面

3、測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水熱法得到的La2NiO4納米顆粒的比表面積是Pechini法得到的顆粒的10倍。
　　水熱-La2NiO4納米顆粒和Pechini-La2NiO4顆粒作為鋰空電池正極催化劑進(jìn)行充放電測試后發(fā)現(xiàn)，在0.16mA cm-2的電流密度下充放電時(shí)，水熱-La2NiO4納米顆粒電極得到了比Pechini-La2NiO4顆粒電極和無催化劑電極低150mV的充電電位。而且，水熱-La2NiO4納米顆粒電極首次放電容量為14310

4、.9mAh g-1，Pechini-La2NiO4顆粒電極僅為8132.4mAh g-1，而無催化劑的純Super P電極僅為7478.8mAh g-1。因此水熱-La2NiO4納米顆粒具有更好的催化活性。
　　另外通過Pechini法對La2NiO4分別進(jìn)行了不同含量的鍶摻雜和錳摻雜，最后的電化學(xué)測試結(jié)果表明，摻雜量對電池的充電電壓，容量和循環(huán)性能均有不同程度的影響，其中含有La1.7Sr0.3NiO4，La2Ni0.7Mn0.