1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

目前基于li 、na 、mg² 、zn² 和al³ 的二次电池已被证实。不断增长的能源需求要求开发新的可充电电池系统。这种电池系统要具备高的能量密度、原材料来源丰富、安全性高、环保等特点^[1-5]。基于氯离子传输，我校赵相玉老师提出了一个新概念-可充电氯离子电池^[6]。氯离子电池采用含氯的化合物或氯氧化物做正极，金属锂或镁作负极。其优势在于:(1)原料来源丰富；(2)依赖于所采用的电极材料，电化学势可调；（3）理论体积比能量密度很高，可达2500 wh l^-1，接近li/s电池的理论体积能量密度^[7]。过渡金属氯化物正极在许多有机溶剂电解质中存在脱溶问题。与金属氯化物相比，金属氯氧化物在许多有机溶剂中更稳定，这是由于其金属阳离子被绑定到强路易斯碱o^2-上^[8]。这类氯氧化物具有层状结构，且相邻层靠范德华相互吸引作用堆叠在一起。此外，在cl离子脱嵌过程中，金属氯氧化物/金属系统表现出很大的吉布斯自由能变化，相应产生一个很高的电动势。例如，vocl₂/li电化学对具有2.78 v的电动势和984.2 wh g^-1的理论能量密度。因此，使用这种氯化合物作为氯离子电池的正极材料在原则上是可行的，其工作原理如图1所示。该电池的总反应可以表述为:

mm_cocl_n nm_a #8596; mm_co nm_acl_m (1)

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.本课题要研究或解决的问题

面对不断加深的能源危机和日益严重的环境污染,人类对能源的利用管理逐渐受到重视。相比于锂离子电池和传统的铅酸蓄电池,具有高能量密度和丰富原料来源的氯离子电池更具有开发潜力。当然，氯离子电池存在着一些亟待解决的问题,如氯化物正极在电解液中存在脱溶问题。采用氯氧化物作正极是解决此问题的途径之一。biocl作为氯离子电池正极材料具有原料来源丰富、环境友好等特性，目前广泛用于高档环保珠光材料和光催化材料。 单独的biocl作为电极材料时存在导电率低，充放电过程中体积变化大，易粉化等问题，导致材料的比容量较低，循环稳定性较差。本课题已在不锈钢网上生长biocl纳米结构，提高导电性，为充放电过程中的体积变化提供缓冲空间，从而改善其电化学性能。