3D碳纳米管对锂氧电池电化学性能影响研究文献综述

文献综述

一：选题背景2030碳达峰和2060碳中和目标的提出，进一步推进我国新能源发展进程，大力发展新能源汽车对达到碳达峰和碳中和目标尤为重要。

而电池，特别是锂离子电池（LiBs)已经成为新能源汽车的核心技术动力。

锂具有最低的氧化还原电位(-3. 03V vs SHE) 和金属元素中最小的电化学当量( 0. 259g /Ah) ，所以与其他所有的金属空气电池相比，锂空气电池具有最高的理论比能量。

在这个体系中，锌空气电池、镁空气电池和铝空气电池已被长期广泛研究［1-4］，其中锌空气电池已经商业化［5-9］。

空气电极是该体系锂空气电池的研究热点，不仅是因为它主要贡献着电池的能量密度，也因为它直接影响了电池的输出电压 /输出功率。

碳纳米管(CNTs)具有本征 sp2 杂化结构、优异的导电性、高的比表面积、良好的化学稳定性等突出优点，在电极材料、催化剂载体、超级电容器等方面展示出广阔的应用潜力[10-13]。

二：工作原理空气电极反应事实上是氧气还原 /氧气生成反应( oxygen reduction reaction，ORR 和 oxygen evolution reaction，OER)。

该反应机理历来是重点研究对象。

针对锂-空气电池放电过程，Abraham 和 Jiang［14］最早提出空气电极上 ORR 历程，反应方程式如下:2Li O2→ Li2O2 Eo = 3. 10 V4Li O2 → 2Li2O Eo = 2. 91 V其中Eo是根据标准吉布斯生成自由能( Delta;G0Li2O =-134 kcal /mol，Delta;G0Li2O2 =-145 kcal /mol)计算得出。