二次锌-空气电池正极材料的可控制备与催化机理研究
二次锌-空气电池锌负极研究
二次锌-空气电池锌负极研究
周德璧;赵晶;罗素朴;于华章
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2015(039)003
【摘要】为了开发可充电式锌-空气电池,研究了二次锌负极.以制备的亚氧化钛作为添加剂,考察其对电池性能的影响.通过阳极极化曲线、交流阻抗图谱研究了添加一定量亚氧化钛对锌-空气电池充放电性能、循环寿命等的影响.实验表明:锌-空气电池锌负极中添加适量亚氧化钛可以减缓锌负极的形变,并且可以显著提高锌负极的循环寿命.
【总页数】4页(P509-511,593)
【作者】周德璧;赵晶;罗素朴;于华章
【作者单位】中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;中南大学化学化工学院,湖南长沙410083
【正文语种】中文
【中图分类】TM911
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【CN109904567A】锂空气电池和其制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910134988.3(22)申请日 2019.02.20(71)申请人 深圳大学地址 518060 广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人 王芳 刘旺 王泓蛟 吴磊 王慧 吴其兴 罗仲宽 (74)专利代理机构 深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙) 44312代理人 袁文英(51)Int.Cl.H01M 12/08(2006.01)H01M 10/0569(2010.01)H01M 4/90(2006.01)(54)发明名称锂空气电池和其制备方法(57)摘要本发明公开了一种锂空气电池和其制备方法。
本发明所锂空气电池锂空气电池，包括正极、负极和电解液，所述正极为非碳正极，所述电解液包括有机溶剂和锂盐，且所述有机溶剂包含环丁砜。
本发明锂空气电池所含的电解液和非碳正极之间协同作用，赋予所述锂空气电池较好的电化学稳定性，如具有良好的循环性能。
权利要求书1页 说明书6页 附图3页CN 109904567 A 2019.06.18C N 109904567A权 利 要 求 书1/1页CN 109904567 A1.一种锂空气电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：所述正极为非碳正极，所述电解液包括有机溶剂和锂盐，且所述有机溶剂包含环丁砜。
2.如权利要求1所述的锂空气电池，其特征在于：所述非碳正极包括泡沫镍集流体和结合在所述泡沫镍集流体上原位生长的催化剂活性层，所述催化剂活性层的材料为四氧化三钴。
3.如权利要求2所述的锂空气电池，其特征在于：所述催化剂活性层为四氧化三钴纳米线阵列结构。
4.如权利要求3所述的正极的锂空气电池，其特征在于，所述非碳正极按照包括如下步骤的方法制备形成：将称量的六水合硝酸钴和尿素溶于水中，配制成混合溶液；将泡沫镍没入所述混合溶液内，密封后进行水热反应，在所述泡沫镍表面生长四氧化三钴前驱体；将生长有所述四氧化三钴前驱体的所述泡沫镍于空气中进行热处理，使得所述四氧化三钴前驱体生成四氧化三钴。
锌空气电池正极
锌空气电池正极
锌空气电池是一种基于锌和空气中氧气反应的电池，其正极材料通常是氧化锌（ZnO）。
在锌空气电池中，锌作为负极，会在电池放电时被氧化，同时产生电子流。
而氧化锌作为正极，会在电池充电时接受电子，并与空气中的氧气反应，生成锌氧化物（ZnO2）和水（H2O），同时释放出电子。
反应方程式如下：
Zn + 1/2 O2 + H2O → ZnO + 2OH- + 2e-
在这个反应中，锌和氧气反应生成了锌氧化物和水，同时释放出了电子。
电子流在外部电路中流动，从而产生电能。
氧化锌作为正极材料具有以下优点：
1. 稳定性好：氧化锌在空气中稳定性较好，不易受到空气中的水分和二氧化碳等物质的影响。
2. 导电性能好：氧化锌具有较高的电导率，可以有效地传导电子。
3. 成本较低：氧化锌是一种常见的材料，成本相对较低。
因此，氧化锌作为锌空气电池的正极材料具有很好的应用前景。
锌离子电池正极材料的研究进展
锌离子电池正极材料的研究进展
赵晴;朱梦媛;丁玉寅;樊文琪;杨武海;刘益辰;王存国;叶欣;刘晓红;赵波
【期刊名称】《化工科技》
【年(卷),期】2024(32)2
【摘要】锌离子电池由于安全性能好、成本低廉、环境友好等优点,近年引起了广泛关注。
对锌离子电池的种类、电池工作原理等进行了简介,重点论述了锌离子电池正极材料的种类和研究进展,尤其是对含锰氧化物、钒类氧化物、普鲁士蓝类、含有羰基类的有机正极材料等进行了详述;锌空二次电池、具有共轭结构的含有羰基类的有机正极材料将是未来大容量锌离子电池的研发热点,有望应用于电动汽车动力电池中。
提高锌离子电池的工作电压及循环稳定性是目前亟待解决的关键问题,大容量新型电极材料的制备及锌离子电池电解液的研发将成为未来的发展方向。
【总页数】8页(P67-74)
【作者】赵晴;朱梦媛;丁玉寅;樊文琪;杨武海;刘益辰;王存国;叶欣;刘晓红;赵波【作者单位】青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室山东省烯烃催化与聚合重点实验室;昌邑森汇新材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】O614;TQ152
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MOFs 衍生结构在新型二次电池电极材料中的应用_黎建刚
能源研究与管理2021（1）开发与应用收稿日期：2021-12-13基金项目：江西省科学院科研开发专项基金博士项目（2020-YYB-10）第一作者：黎建刚（1990—），男，助理研究员，博士，主要从事新能源技术开发。
E-mail ：jiangangli@摘要：金属-有机框架（MOFs ）衍生结构，作为能量存储和转换领域的热点材料，对其在二次电池电极材料中的应用现状及其发展趋势进行综述，可为开发高效二次电池电极材料提供科学指导。
在此，详细论述MOFs 衍生结构在锂离子电池、锂氧电池、锂硫电池、锂-硒电池、钠离子电池和锌空电池等为代表的新一代的二次电池系统设备中的应用及其研究现状，并针对相关二次电池涉及的具体电化学原理进行概述。
研究发现，通过针对不同种类二次电池其特定的结构特性来指导MOFs 衍生材料的设计，可获得综合电化学性能提升的高效功能材料。
与此同时，MOFs 衍生材料的几何结构和成分组成与其相应电化学活性之间的“构-效”关系仍然不明，电化学能量存储和转化过程中的基本机理解释尚不完善，因此，还需不断深入研究，以实现新型二次电池的商业化应用。
关键词：金属-有机框架；衍生结构；可充放电池；电极功能材料中图分类号：TM912文献标志码：A文章编号：2096－7705（2021）01－0078－05LI Jiangang,LI Qin,TANG Hongmei,ZAN Cong,DENG Tonghui（Energy Research Institute of Jiangxi Academy of Science,Nanchang 330096,China）Metal-organic frameworks (MOFs)derivatives have been seen as the hot materials in the field of energy storage andconversion.To summary their application status and development trends in rechargeable battery electrode materials,which can provide the scientific guidance for the development of high-efficiency electrode materials.Here,the application of MOFs derivatives on the aspect of electrode materials of lithium-ion batteries,lithium-oxygen batteries,lithium-sulfur batteries,lithium-selenium batteries,sodium-ion batteries,zinc-air batteries and other novel secondary battery system equipment were represented,and the involved specific electrochemical principles in related rechargeable batteries also been summarized.It was found that by guiding the design of MOFs derivatives with the specific structural characteristics of different types of rechargeable batteries,the highly efficient functional materials with improved overall electrochemical performance can be obtained.Meanwhile,the "configuration-activity relationship"between the geometric structure and composition of MOFs derivatives and their corresponding electrochemical activity is still unclear.The fundamental mechanism explanation in the process of electrochemical energy storage and conversion is not yet complete.Therefore,it is still necessary to keep continue in-depth research to realize the commercial application of the novel rechargeablebatteries.metal-organic frameworks;derivative;rechargeable battery;electrode functional materialsDOI ：10.16056/j.2096-7705.2021.01.015MOFs 衍生结构在新型二次电池电极材料中的应用黎建刚，李琴，唐红梅，詹聪，邓同辉（江西省科学院能源研究所，南昌330096）78··能源研究与管理2021（1）开发与应用引言经济的快速增长以及人口数量的爆发式增加，导致化石类能源的过度消耗，并次生出严重的环境气候问题，可再生能源的开发与可持续存储技术的发展，为上述危机的应对提供了有效解决方案[1]。
新型二维材料光催化与电催化研究进展
新型二维材料光催化与电催化研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展，二维材料作为一种新兴的纳米材料，以其独特的物理和化学性质，在光催化和电催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在全面概述新型二维材料在光催化和电催化领域的研究进展，探讨其性能优化和应用前景。
我们将首先介绍二维材料的基本特性及其在光催化和电催化中的优势，然后重点综述近期在二维材料设计、合成、性能调控以及实际应用等方面取得的重要成果。
我们还将讨论当前面临的挑战和未来的发展方向，以期为该领域的进一步研究提供有益的参考。
二、二维材料光催化研究进展近年来，二维（2D）材料在光催化领域的研究取得了显著的进展。
这些材料因其独特的电子结构和物理化学性质，为光催化反应提供了新的可能性。
二维材料，如石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等，具有原子级别的厚度和极高的比表面积。
这些特性使得二维材料在光吸收、电荷传输和表面反应等方面展现出独特的优势。
例如，其超薄的结构使得光生载流子能够在更短的时间内到达表面参与反应，从而提高光催化效率。
二维材料在光催化领域的应用主要包括光解水制氢、光催化还原二氧化碳以及有机污染物的光催化降解等。
通过调控二维材料的电子结构、构建异质结、引入缺陷等手段，可以进一步提升其光催化性能。
近年来，科研人员在二维材料的光催化性能方面进行了大量研究。
例如，通过精确控制二维材料的合成条件，可以实现对其能带结构的调控，从而提高光生载流子的分离效率。
通过将二维材料与其他材料复合，形成异质结结构，可以进一步促进光生载流子的传输和分离，从而提高光催化性能。
尽管二维材料在光催化领域取得了显著的进展，但仍面临一些挑战，如光生载流子的复合率较高、可见光利用率较低等。
未来，科研人员需要进一步探索新的二维材料，并发展更有效的策略来提高其光催化性能。
还需要深入研究二维材料光催化反应的机理，为设计更高效的光催化剂提供理论支持。
三、二维材料电催化研究进展近年来，二维材料在电催化领域的研究取得了显著进展，其独特的电子结构和物理性质使得它们在电催化反应中展现出优异的性能。
双功能催化剂 锌空电池
双功能催化剂锌空电池
摘要：
1.锌空电池的概述
2.双功能催化剂的概念及作用
3.锌空电池中双功能催化剂的应用
4.双功能催化剂对锌空电池性能的影响
5.锌空电池的发展前景
正文：
1.锌空电池的概述
锌空电池是一种新型的可充电金属空气电池，具有高能量密度、低成本和环保等优点。
它主要由锌负极、空气正极和电解质组成，通过氧化还原反应实现电能的储存和释放。
在众多金属空气电池中，锌空电池以其优越的性能成为研究的热点。
2.双功能催化剂的概念及作用
双功能催化剂是指在电化学反应过程中既能作为氧化反应催化剂，又能作为还原反应催化剂的物质。
在锌空电池中，双功能催化剂可以同时提高锌负极和空气正极的反应活性，从而提高电池的整体性能。
3.锌空电池中双功能催化剂的应用
在锌空电池中，双功能催化剂通常应用于空气正极，以提高氧气的还原反应速率。
此外，双功能催化剂还可以降低正极反应的过电位，从而延长电池的循环寿命。
4.双功能催化剂对锌空电池性能的影响
双功能催化剂的引入可以显著提高锌空电池的性能。
首先，双功能催化剂可以提高氧气的还原反应速率，从而提高电池的输出功率；其次，双功能催化剂可以降低正极反应的过电位，从而延长电池的循环寿命；最后，双功能催化剂可以减轻锌负极的腐蚀，进一步提高电池的性能。
5.锌空电池的发展前景
随着双功能催化剂等关键技术的不断突破，锌空电池在能量存储领域具有巨大的应用前景。
关于公布2016+年中南大学研究生创新项目的通知
附件：1.2016 年推荐为湖南省研究生科研创新项目名单 2.2016 年中南大学博士生自主探索创新项目名单 3.2016 年中南大学硕士生自主探索创新项目名单 中南大学 2016 年 4 月 27 日
―2―
附件 1
2016 年推荐为湖南省研究生科研创新项目立项名单
序号
项目名称
项目负
研究
层次
2016zzts033 钽铌基生物医用材料的制备与性能研究
曾钢 许慧霞 刘超 张响 刘珏
2016zzts034 Ni 基合金电极的粉末冶金制备及析氢性能的研究
2016zzts035 2016zzts036
异原子掺杂的多孔碳/碳量子点催化材料表面可控化 设计及其催化机制研究 赤泥自然堆存过程中碱物质转变及生物质调碱机理 研究
李官成
3
制研究
项
基因-环境在 ASD-3D-mini 大脑模型中的交互作用及其毒
公共卫生与预防
23
钟霞丽 博士生 2 年
SCI2-3 篇
性通路的分子机制研究
医学
钟才高
3
24 基于化学生物学方法的药物与靶点相互作用预测平台的构建 董界 博士生 2 年 药学
SCI2-3 篇
曾文彬
3
25 谷氨酰胺合成酶在放疗抵抗中的作用及其机制
3
血清γ-氨基丁酸水平和心理弹性对有儿童期虐待史大学
28
刘剑波 博士生 2 年 临床医学
生的情绪面孔注意偏向的影响研究
腓骨肌萎缩症新致病基因 MORC2 的基因型-表型相关性分
29
赵鑫 博士生 2 年 临床医学
析及功能研究
SCI2-3 篇 SCI2 篇
罗学荣
3
张如旭
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二次锌-空气电池正极材料的可控制备与催化
机理研究
二次锌-空气电池是一种新型的次质量储能技术，具有高能量密度、低成本、环保等优点，被广泛研究和应用。
其中，正极材料的选择和
制备是决定电池性能的关键因素之一。
本文将探讨二次锌-空气电池正
极材料的可控制备与催化机理。
首先，正极材料的选择对电池性能至关重要。
传统的二次锌-空气
电池正极材料是氧气还原反应（O2 + 4e- + 2H2O → 4OH-）的催化剂。
目前研究表明，半导体材料、金属催化剂和碳基催化剂等可作为催化
剂应用于二次锌-空气电池正极材料中。
半导体材料具有高效的电子传
导性和催化性能，但在实际应用中存在固体电解质溶液耦合的问题。
金属催化剂具有较高的催化活性，但容易发生金属溶解。
碳基材料具
有良好的导电性和催化性能，且较为稳定，因此被广泛应用于二次锌-
空气电池正极材料的制备中。
其次，正极材料的制备方法也对电池性能有着重要影响。
常用的
制备方法包括溶胶凝胶法、电沉积法和电化学沉积法等。
溶胶凝胶法
具有简单、低成本、易于大规模制备的优点，但存在制备时间长、杂
质含量高的缺点。
电沉积法和电化学沉积法能够在较短时间内制备出
高纯度的正极材料，但对仪器设备和操作技术要求较高。
因此，需要
根据具体需求选择合适的制备方法。
然后，正极材料的催化机理也是研究的重要内容之一。
氧气还原
反应是二次锌-空气电池中的关键反应，其催化机理涉及到电子传递和
质子转移等过程。
常见的催化机理有双步反应机理、四电子传递机理
和两电子传递机理等。
双步反应机理是指氧分子先吸附到催化剂表面，然后发生电子转移和质子转移反应。
四电子传递机理是指氧分子直接
接受四个电子和四个质子，形成氢氧根离子。
两电子传递机理是指氧
分子直接接受两个电子和两个质子，形成过氧根离子。
通过深入研究
催化机理，可以为制备高效的正极材料提供理论指导。
综上所述，二次锌-空气电池正极材料的可控制备与催化机理研究
是提高二次锌-空气电池性能的重要内容。
正极材料的选择和制备方法
能够直接影响电池性能，催化机理的研究有助于优化正极材料的性能。
希望今后能够通过更深入的研究，开发出高性能、高效率的二次锌-空气电池正极材料，促进电池储能技术的发展。