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，在小型電子設備中具有廣泛的前景。但是基于未來的高續(xù)航里程的電動汽車和更高待機時間的電子設備的需求，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，因而其能量轉換效率通常比鋰離子電池低很多。電化學催化劑能起到減少充放電過電位的作用而提高能量轉換效率和電池

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組成，表明水熱法得到了單晶結構的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構的La2NiO4顆粒。BET比表面

3、測試結果發(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，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分別進行了不同含量的鍶摻雜和錳摻雜，最后的電化學測試結果表明，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.