【摘 要】
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锂离子电池是目前商业化最成熟的储能器件,但是其能量密度已逐渐不能适应现代社会的需要。具有更大能量密度的锂空气电池有望代替锂离子电池成为下一代储能电池,但是现有的锂空气电池的性能受催化剂体系限制还达不到实际应用的要求,寻找高效的催化剂体系变得非常重要。钴基化合物具有良好的催化活性,通过先形成ZIF-67前驱体,可以结合多种后续处理路线构造出具有不同微观结构的Co基材料,并与其他材料复合,得到具有高效
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锂离子电池是目前商业化最成熟的储能器件,但是其能量密度已逐渐不能适应现代社会的需要。具有更大能量密度的锂空气电池有望代替锂离子电池成为下一代储能电池,但是现有的锂空气电池的性能受催化剂体系限制还达不到实际应用的要求,寻找高效的催化剂体系变得非常重要。钴基化合物具有良好的催化活性,通过先形成ZIF-67前驱体,可以结合多种后续处理路线构造出具有不同微观结构的Co基材料,并与其他材料复合,得到具有高效ORR和OER催化活性的双功能催化剂,所以本论文的研究内容包括:（1）为了利用Cs4PbBr6的发光性能更直观的表征催化剂,设计了一种Cs4PbBr6与Co基材料的复合催化剂。首先,将ZIF-67与三聚氰胺混合,再进行热处理,得到具有更大比表面积的Co纳米颗粒与氮掺杂碳纳米管复合材料（Co-NCNT）。并且,通过溶液原位生长,在Co-NCNT表面复合钙钛矿材料Cs4PbBr6。用于电池中,电池在100 m A/g的电流密度下具有9826 m Ah/g的放电容量和32圈的循环寿命。（2）为了引入NiO提高Co基催化剂的性能,先将Co2+与Ni2+均匀混合后,加入二甲基咪唑（2-MIM）,在Co2+与2-MIM配位的同时,将Ni2+包覆在其中,最后在空气中热处理得到NiO/Co3O4复合催化剂。并且,为了调控其微观形貌,还引入Na Cl作为模板,以一种简单的固相法,得到超细纳米颗粒的微观形貌。用于电池中,电池在100 m A/g的电流密度下具有6891 m Ah/g的放电容量和89圈的循环寿命。（3）为了结合Ti基催化剂的高循环稳定性,利用钛酸四丁酯的水解和热处理引入Ti基催化剂,再利用焦耳热的技术,将Ti基催化剂与ZIF-67复合,得到Ti-Co-N-C复合催化剂。用于电池中,电池在100 m A/g的电流密度下具有3578m Ah/g的放电容量和50圈的循环寿命。
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