鋰金屬負極具有超高的理論比容量,但存在枝晶生長、鋰的高反應活性以及巨大的體積變化等一系列問題。引入框架結構對鋰金屬負極進行改性是一種行之有效的策略。本文設計了兩種不同結構的三維碳框架,來探究框架材料對鋰金屬負極的穩(wěn)定機理和作用。本文研究內(nèi)容可以歸納為以下兩點:1.通過對天然木頭進行化學和碳化處理,制備了碳片堆疊的三維結構框架。該層疊結構具有大的表面積比與機械強度,將其作為鋰的沉積基底,能夠很好容納鋰金屬的沉積,并抑制循環(huán)過程中的鋰金屬的體積變化。且碳化后保留的極性位點可以固定Ag納米顆粒作為親鋰位點,來引導鋰的定向沉積行為。在片層結構里定向的鋰沉積可以很好地將鋰限制在特定區(qū)域內(nèi),并且從空間上控制鋰枝晶的生長,實現(xiàn)鋰負極良好的循環(huán)性能。在鋰對稱電池,1 mA/cm2、1 mAh/cm2的測試條件下,該功能化的三維生物質碳框架可以保持1400小時穩(wěn)定循環(huán)壽命,并保持著極低的過電位（10 mV）。2.通過煅燒鐵鎳普魯士藍類似物與三聚氰胺,制備了多位點結構的氮摻雜碳納米管（Fe/Ni@N-CNTs）。采用三維的碳納米管框架作為鋰的沉積框架,能夠有效緩解鋰的體積膨脹。除此之外,Fe/Ni@N-C... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１以電動汽車續(xù)航里程評估的各種充電電池能量密度以及成本［２ｎ??１．２鋰金屬負極電池概述??

圖１．２鋰離子電池（ａ）與鋰金屬負極電池（ｂ）結構與工作原理ｌ２８】??

圖１．３多種不同類型的鋰枝晶微觀形貌的電鏡圖以及相應示意圖［６５１??


本文編號：3082341