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熔盐铁空气电池具有超高理论能量密度、成本低、无污染等优势,作为电网储能装置,具有良好的应用前景,但目前熔盐铁空气电池的发展仍处于初步研究阶段,该电池要想实现高效率、稳定而长周期的充放电循环,仍面临着极大的挑战。针对熔盐铁空气电池目前存在的问题,本文在电解质和空气阴极两个方面开展研究工作。采用Li0.87Na0.63K0.50CO3-LiOH-NaOH-Fe2O3熔盐电解质构建了新型铁空气电池体系;采用化学置换法制备了PdO纳米岛修饰纳米NiO空气阴极催化剂;在泡沫镍集流体上制备了NiO纳米片阵列催化剂,探索该电催化剂在高温熔盐体系下的电化学性能。以Li0.87Na0.63K0.50CO3代替之前研究的KCl-LiCl-LiOH电解质中的KCl-LiCl,同时添加NaOH和Fe2O3作电解质,以翅片空气电极作为阴极,铁电极作为阳极,成功构建出全新的熔盐铁空气电池体系。电池充放电测试结果表明,以0.05A恒电流持续充电8min,采用100Ω负载电阻恒电阻放电至0.7V的截止电压时,该电池体系可以稳定地运行450个循环,库伦效率接近100%,放电均压在1.08V左右。电池具有良好的放电倍率性能,当以6.4C放电时,其库伦效率为95.1%。通过化学置换法将Pd化学镀在Ni片上制备翅片空气电极,研究发现,经过一定的充放电循环后,翅片空气电极上形成了独特的PdO纳米岛修饰NiO纳米颗粒的结构。循环伏安和极化曲线表明,该催化阴极展现了良好的ORR/OER催化活性及较低的极化过电位;倍率测试表明该电池具有良好的放电倍率性能;该电池稳定运行100个循环,库伦效率为98.7%,放电平均电压为1.10V左右。在泡沫镍集流体上制备NiO纳米片阵列催化剂,循环伏安和极化曲线表明,该催化剂在熔盐铁空气电池中展现了较为突出的ORR/OER催化活性,有效地降低了极化过电位。NiO纳米片阵列催化阴极铁空气电池可以稳定地运行100个循环,库伦效率为99.6%,放电均压为1.12V左右。当该电池以6.7C放电时,其效率可达到94.6%。