立方相碳化钛在锂空电池中的电化学行为

论文摘要

采用直流电弧等离子体法在甲烷和氩气混合气氛下原位合成碳化钛（TiC）纳米颗粒。X射线衍射、透射电子显微镜等物理表征结果显示TiC纳米颗粒粒径约为40～90 nm的立方体结构。循环伏安（CV）测试表明,TiC纳米颗粒兼具高效的氧还原和氧析出双效催化活性,可有效弥补炭材料氧析出催化活性较弱的缺陷。恒流充放电测试结果表明,相对于普通炭材料（导电炭黑,Super-P）,TiC纳米颗粒催化剂可将锂空电池充电过电势降低280mV;在电流密度(isp)为50mA·g-1时,首次放电比容量达1267mAh·g-1;即使在较高的电流密度150mA·g-1下,比容量仍保持在778mAh·g-1,体现了良好的倍率性能。在电流密度为100mA·g-1、限定比容量为500mAh·g-1下,稳定循环10次。通过XRD、红外、扫描电镜表征可知,在TiC纳米颗粒的双效催化作用下,Li2O2的生成与分解具有良好的可逆性,有效避免了大量反应副产物积累的问题,进而提高锂空电池的电化学性能。

论文目录

• 1 实验
•   1.1 直流电弧等离子体法制备TiC纳米颗粒
•   1.2 材料表征
•   1.3 线性扫描伏安法 （LSV） 测试
•   1.4 锂空电池组装与电化学测试
•   1.5 放电产物Li2O2的检测
• 2 结果与讨论
•   2.1 形貌与结构
•   2.2 ORR与OER催化活性
•   2.3 锂空电池电化学性能
•   2.4 TiC纳米颗粒催化机理研究
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 秦振海,黄昊,吴爱民,陈明珠,杨影影,姚曼

关键词: 锂空电池,碳化钛纳米颗粒,氧还原反应,氧析出反应,过电势

来源: 材料工程 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,电力工业

单位: 大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室

基金: 中央高校基本科研业务费重点实验室专项经费(DUT17ZD101),国家自然科学基金(51171033,21233010),常州工业支撑计划(CE20160022)

分类号: TQ134.11;TM911.41

页码: 34-41

总页数: 8

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