隨著數(shù)碼類(lèi)產(chǎn)品以及新能源汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展,人們對(duì)鋰二次電池的要求逐漸提高。具有高安全性、高能量密度的固態(tài)鋰電池受到了極大關(guān)注。作為固態(tài)鋰電池的核心,鋰離子傳導(dǎo)率高、界面阻抗低并且穩(wěn)定性好的固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)成為研究的熱點(diǎn)。本論文基于NASICON型固態(tài)電解質(zhì)Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3（LATP）,首先探究了不同因素對(duì)其鋰離子傳導(dǎo)率的影響,并初步進(jìn)行了界面改性。以界面相容性好的聚環(huán)氧乙烷（PEO）為聚合物基體,以預(yù)制的LATP為無(wú)機(jī)填料,制備出正極支撐的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜并研究其電化學(xué)性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）從LATP粉末的制備工藝入手,采用易于規(guī)�；墓滔嗲蚰シㄖ苽湔{(diào)控LATP粉末,詳細(xì)研究了二次球磨工藝、鋰鹽摻雜量、燒結(jié)溫度及時(shí)間對(duì)LATP陶瓷片鋰離子傳導(dǎo)率的影響。結(jié)果表明,二次球磨工藝有利于進(jìn)一步減小LATP顆粒的粒徑尺寸并提升均勻度,顯著提升了 LATP鋰離子傳導(dǎo)率。當(dāng)鋰鹽過(guò)量20%時(shí)得到的陶瓷片無(wú)雜質(zhì)相并具有最高的鋰離子傳導(dǎo)率。在850℃、2 h的燒結(jié)條件下得到的LATP陶瓷片晶界清晰、孔隙較少、無(wú)雜相,鋰離子傳導(dǎo)率達(dá)到了 2.91×10-4S/cm。... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１鋰離子電池工作原理圖??

較高的鋁塑復(fù)合膜，電池內(nèi)部出現(xiàn)安全隱患時(shí)不會(huì)引發(fā)劇烈的燃燒、爆炸現(xiàn)象，??具有能量密度高、易定制、安全性好等優(yōu)點(diǎn)［２５］。紐扣電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般被科??研機(jī)構(gòu)用來(lái)研究前沿的電極材料、電解液材料等方面［２６］。雖然這幾種電池形態(tài)??各異并且各自具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，但是工作原理都大致相同，都由正負(fù)極活性材??料、電解液、隔膜、正負(fù)極集流體等組成。??ＣｙｔｉｆＫｌｒｉｃａｌ?Ｃｅｔｌ?Ｐｒｉｓｍａｔｉｃ?Ｃｅｌ?Ｐｏｕｃｈ?Ｃｅｌｌ??氣?＿?眞１１廣?￣?＼??Ｚ?零ｃ？Ｌ＊??圖１＿２圓柱、方形、軟包鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ，?ｐｒｉｓｍａｔｉｃ，?ｐｏｕｃｈ?ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??目前鋰離子電池使用的正極材料主要有：ＬｉＦｅＰ〇４、ＬｉＣｏ０２、ＬｉＭｎ２〇４、ＮＣＭ、??ＮＣＡ等材料［２７，２＼集流體為鋁箔。負(fù)極材料主要是石墨材料，其次硅碳復(fù)合材??料也占據(jù)了一定的份額并在逐步提高［５，７，１９１，集流體為銅箔。電解液多為有機(jī)溶??劑＋鋰鹽＋添加劑的配置。隔膜多使用聚乙烯（ＰＥ）、聚丙烯（ＰＰ）等聚烯烴材料??岡。??１．２．３鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)??鋰離子電池自從商業(yè)化以來(lái)己經(jīng)快速發(fā)展了二十多年，技術(shù)己經(jīng)逐漸成熟，??在二次電池市場(chǎng)占據(jù)著相當(dāng)高的份額。其主要的優(yōu)點(diǎn)有［３Ｇ＿３２：＞：??（１）電壓高�；旧隙即笥冢常�?Ｖ，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)集成后可以形成更高的??電壓。??（２）能量密度高。單體己經(jīng)接近３００?Ｗｈ／ｋｇ，組裝成電池組后接近２００?Ｗｈ／ｋｇ。??４??

?第一章緒論???（３）循環(huán)壽命長(zhǎng)。普遍能夠循環(huán)５００次以上，減少了更換電池的成本。??（４）自放電校電池閑置時(shí)可以避免頻繁的補(bǔ)充電量。??（５）可以快速充放電。普遍能夠?qū)崿F(xiàn)１?Ｃ充放電，最新的智能手機(jī)己經(jīng)實(shí)??現(xiàn)１小時(shí)充滿電量，新能源汽車(chē)企業(yè)特斯拉可以實(shí)現(xiàn)４小時(shí)快速充滿整車(chē)電池組。??（６）環(huán)境友好。電池材料中不含鉛、汞等會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體機(jī)能的金屬，并??且很多企業(yè)布局鋰電池回收業(yè)務(wù)，使鋰電池在全壽命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境的影響降到最??低。??縱然鋰離子電池具有很多其他二次電池難以比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)也比較??明顯謂：??（１）存在安全隱患。當(dāng)過(guò)充電或者內(nèi)部突然短路時(shí)會(huì)發(fā)生漏液、燃燒、爆??炸等現(xiàn)象，從而嚴(yán)重危及人身安全。??（２）能量密度仍然不夠高。雖然鋰離子電池己經(jīng)將單體能量密度提升至接??近３００?Ｗｈ／ｋｇ的水平，但是近年來(lái)能量密度提升極其緩慢，離國(guó)家在２０２５年、??２０３０年分別達(dá)到４００?Ｗｈ／ｋｇ和５００?Ｗｈ／ｋｇ的目標(biāo)仍然相距甚遠(yuǎn)。雖然高鎳正極??材料、硅碳負(fù)極材料正在努力進(jìn)步，其他組分的質(zhì)量或者含量得到了進(jìn)一步的優(yōu)??化，但是目前主流的看法是完成２０３０目標(biāo)難度較大。??圖１－３特斯拉燃燒事件??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｅｓｌａ?ｂｕｒｎｉｎｇ?ｉｎｃｉｄｅｎｔ??１．３固態(tài)鋰電池概述??目前商業(yè)化的鋰離子電池電解液普遍采用有機(jī)溶劑＋鋰鹽＋添加劑的配置，??其中的有機(jī)溶劑便是鋰離子電池安全問(wèn)題的元兇。當(dāng)電池由于短路瞬間釋放大量??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 劉彥龍.  電源技術(shù). 2019(02)
[2]純電動(dòng)車(chē)用鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 安富強(qiáng),趙洪量,程志,邱繼一承,周偉男,李平.  工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]全固態(tài)聚合物鋰電池的科研進(jìn)展、挑戰(zhàn)與展望[J]. 張建軍,董甜甜,楊金鳳,張敏,崔光磊.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2018(05)
[4]PEO基聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中的研究進(jìn)展[J]. 孫宗杰,丁書(shū)江.  科學(xué)通報(bào). 2018(22)
[5]鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 劉焱,胡清平,陶芝勇,李新海,黃澤偉,曾堅(jiān)義.  中國(guó)高新科技. 2018(07)
[6]中國(guó)鋰產(chǎn)業(yè)概況[J]. 李冰心,張振花.  中國(guó)有色金屬. 2018(02)



本文編號(hào)：3385091