1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1概述

随着社会经济的飞速发展，全球能源危机和环境问题日趋严重，人类必须把握经济增长，环境保护和能源供给之间的平衡关系。新能源，节能技术及环境技术的综合高效率开发和利用己成为十分必要的课题，研究与开发高能量密度的电源体系及材料势在必行。目前市场上常见的电源体系，如银锌，碱性电池等一次电池，由于成本高，比容量低等特点限制了其应用范围。二次电池体系如铅酸，镜镉，镜氢，锂离子电池等逐渐有了较大的发展，已经在通讯，汽车，电子，航空航天，军事等领域有了较大的应用和发展。相比其它三种储能体系，目前锂离子电池的优点相对突出，具有能量密度更大，循环寿命更长，功率密度更大，环境亲和性更强等特点，已经在日常生活、国防航空等各个领域得了到广泛应用。混合动力及纯电动汽车也借助于锂离子电池而取得了巨大的进步和发展。然而，目前已经产业化的二次电池能量密度均低于150wh#8729;kg^-1。由于受到电极材料嵌入化学性质的影响，锂离子电池实际能量密度的极限被认为是250wh#8729;kg^-1，所以现有的锂离子储能体系仍不完美，难以满足高能量密度、高功率的要求。燃料电池作为一种高效、先进的能源体系，具有高能量密度和高功率密度的特点，很好地弥补了上述不足。特别是燃料电池中的金属/空气电池，具有放电电压平稳、储存寿命长、价格低廉、无毒、无污染、安全等优点，是一类优良的能源体系。其中的锂空气电池因比能量最高（可达11140 wh#8729;kg^-1），放电平台较高、可逆、材料成本低廉、环境友好等特点而备受瞩目。在锂空气电池体系中，所需要的外界原料为空气中的氧气，取之不尽用之不竭，很大程度上降低了电池的运行成本。锂空气电池的正极活性物质氧气可由外界空气源源不断地提供，并不像一般锂离子电池一样储存在电池中，同时，电池的负极材料金属锂拥有固体材料中最高的比容量（3.826ah#8729;g）和最低的电极电势（-3.04v），最容易失去电子成为正离子。因此，与传统的锂离子电池相比，锂空气电池具有非常高的理论能量密度。锂空气电池的反应机制是 li₂o₂的生成和分解，基于li₂o₂质量计算，其理论能量密度可达3600wh#8729;kg^-1[1-6]。

但是作为一类全新的电池体系，锂空气仍有诸如充电过电位高、循环稳定性差、电流密度低、电极材料不稳定、电解质分解等一系列问题。究其根源是可逆电化学反应2li o₂ 2e^－#8596;li₂o₂的反应速率不能满足锂空气电池的应用需求，直接导致高的极化电位与 li₂o₂分解不完全，造成充放电效率低、循环寿命降低；同时高充电电位间接导致电极与电解质分解等问题。因此揭示催化活性与界面结构的关系，发展一种廉价的、高活性的催化剂，对改善锂空气电池充放电反应动力学过程非常重要。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.研究目的

采用溶液中等离子法诱导合成具有良好催化活性的贵金属基合金将其应用在锂空气电池中。

2.实验方法