1、鋰空氣電池作為一種具有極高理論能量密度的能量存儲系統(tǒng)，在電動汽車(EV)和混合動力汽車(HEV)領域具有非常廣闊應用前景。但是鋰空氣電池的發(fā)展仍然面臨著一些嚴峻的挑戰(zhàn)，電池反應的氧還原和氧析出動力學過程緩慢，導致電池的能量效率低下。設計出多孔結構正極材料和雙功能催化劑能有效提高電池的電化學性能。在本文中，制備出了獨特的多孔結構石墨烯和具有雙功能催化性能的二氧化錳催化劑作為鋰空氣電池的正極材料，主要研究內(nèi)容如下:
　　以高溫熱還原的

2、方法制備了熱膨脹石墨烯(TEGO)。通過XRD、SEM進行形貌表征。測試結果表明，TEGO具有石墨烯片狀結構。BET測得TEGO比表面積為268m2g-1。充放電測試結果表明，在電流密度100mAg-1，電壓范圍2.0-4.5V條件下，TEGO首次放電比容量為9223mAhg-1，充電比容量為6259mAhg-1。在限定比容量為1000mAhg-1條件下能穩(wěn)定循環(huán)29次且放電截止電壓高于2.0V。以微波還原的方法制備出了微波膨脹石墨烯(

3、MEGO)。通過XRD、SEM進行形貌表征。測試結果表明，MEGO具有更好的石墨烯片層孔道結構。BET測得MEGO比表面積為337m2g-1。充放電測試結果表明，在電流密度100mAg-1，電壓范圍2.0-4.5V條件下，MEGO首次放電比容量為13862mAhg-1，充電比容量為11811mAhg-1。在限定比容量為1000mAhg-1條件下能穩(wěn)定循環(huán)53次且放電截止電壓高于2.0V。與TEGO相比MEGO展現(xiàn)出更高的比容量和循環(huán)穩(wěn)定

4、性。這是因為MEGO具有更好的片層孔道結構，有利于O2運輸，因而具有更好的電化學性能。
　　以水熱法制備了純MnO2。通過XRD、SEM進行形貌表征。結果表明，水熱法制備出的純MnO2具有良好的晶體形貌和納米花狀結構。充放電測試結果表明，在電流密度100mAg-1，電壓范圍2.0-4.5V條件下，MEGO+MnO2首次充放電比容量為15473mAhg-1，充電比容量為15440mAhg-1。在限定比容量為1000mAhg1條件下能

5、穩(wěn)定循環(huán)73次且放電截止電壓高于2.0V。利用KMnO4與酸性C的反應制備了MEGO@MnO2復合物。通過XRD、Raman、SEM進行形貌表征。結果表明，MEGO@MnO2具有較好的晶體形貌，MnO2均勻分布在MEGO的片層上。充放電測試結果表明，在電流密度100mAg-1，電壓范圍2.0-4.5V條件下，MEGO@MnO2首次放電比容量為17101mAhg-1，充電比容量為16454mAhg-1。在限定比容量為1000mAhg-1條