獲得具有優(yōu)良電化學(xué)性能和機(jī)械力作用下性能穩(wěn)定性的柔性電極,是柔性鋰離子電池的關(guān)鍵所在,對于推動柔性薄膜電子器件發(fā)展有重要意義。過渡金屬氧族化合物（如Mn₃O₄、MoS₂等）雖具有理論比容量高、成本低等優(yōu)勢,但也存在著嵌脫鋰過程中體積變化引起的結(jié)構(gòu)衰退和電子導(dǎo)電率不足等劣勢。本文利用模板輔助組裝法,以不銹鋼箔、Ti箔、碳布等為基底,先制備陣列化的一維納米棒/管為模板,籍此,合成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、電化學(xué)性能優(yōu)異且和基底結(jié)合力良好的自支撐管陣列薄膜負(fù)極,包括管陣列Mn₃O₄@C負(fù)極和管陣列MoS₂基負(fù)極。同時(shí),本文利用水熱鋰化和低溫?zé)崽幚矸ㄔ谔疾蓟咨现苽淞诵阅軆?yōu)良的自支撐錳酸鋰正極,避免了傳統(tǒng)固相鋰化法中高溫對碳基柔性基底力學(xué)性能的損害。在此基礎(chǔ)上,將自支撐Mn₃O₄@C負(fù)極和自支撐錳酸鋰正極組裝成扣式和軟包全錳電池,分析了扣式和軟包全電池的能量密度水平,以及軟包電池在彎折條件下測試對其電化學(xué)性能的影響。首先,通過低溫化學(xué)... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展簡史
        1.2.2 鋰離子電池的組成和工作原理
        1.2.3 柔性薄膜鋰離子電池
    1.3 鋰離子電池電極材料
        1.3.1 負(fù)極材料
        1.3.2 正極材料
    1.4 柔性電極的研究進(jìn)展
        1.4.1 柔性電極簡介
        1.4.2 柔性電極的制備方法
        1.4.3 自支撐柔性薄膜電極
    1.5 過渡金屬氧族化合物柔性負(fù)極和錳酸鋰柔性正極的研究進(jìn)展
        1.5.1 過渡金屬氧族化合物柔性電極概況
        1.5.2 過渡金屬氧族化合物柔性負(fù)極的研究現(xiàn)狀
        1.5.3 錳酸鋰柔性正極的研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究的目標(biāo)、意義和主要內(nèi)容
        1.6.1 研究目標(biāo)與意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 ZnO納米棒前驅(qū)體的制備和結(jié)構(gòu)表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)用品和儀器
        2.2.2 材料的制備
        2.2.3 材料的結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能表征
    2.3 低溫水浴法制備ZnO納米棒陣列
        2.3.1 水浴沉積溫度對ZnO納米棒微觀形態(tài)的影響
        2.3.2 水浴沉積時(shí)間對ZnO納米棒微觀形態(tài)的影響
        2.3.3 不同金屬基底對ZnO納米棒微觀形態(tài)的影響
    2.4 低溫水熱法生長ZnO納米棒陣列
        2.4.1 磁控濺射法預(yù)制備ZnO晶種
        2.4.2 低溫水熱法沉積ZnO納米棒陣列
    2.5 ZnO納米棒陣列薄膜與基底的結(jié)合強(qiáng)度研究
    2.6 本章小結(jié)
3O₄@C納米管陣列薄膜的制備、表征和電化學(xué)性能研究">第三章 自支撐Mn₃O₄@C納米管陣列薄膜的制備、表征和電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)用品和儀器
        3.2.2 材料的制備
        3.2.3 材料的結(jié)構(gòu)表征
        3.2.4 電極制備和電化學(xué)性能測試
3O₄@C納米管陣列及其中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)調(diào)控和電化學(xué)性能">    3.3 Mn₃O₄@C納米管陣列及其中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)調(diào)控和電化學(xué)性能
3O₄@C納米管陣列及其中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征">        3.3.1 Mn₃O₄@C納米管陣列及其中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征
3O₄@C納米管陣列及其中間產(chǎn)物的電化學(xué)性能研究與對比">        3.3.2 Mn₃O₄@C納米管陣列及其中間產(chǎn)物的電化學(xué)性能研究與對比
3O₄@C納米管陣列電極循環(huán)后的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)阻抗研究">        3.3.3 Mn₃O₄@C納米管陣列電極循環(huán)后的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)阻抗研究
3O₄@C管陣列電極微觀形貌和嵌鋰性能的影響">        3.3.4 薄膜負(fù)載量對Mn₃O₄@C管陣列電極微觀形貌和嵌鋰性能的影響
3O₄@C負(fù)極和LiCoO₂正極的全電池性能表現(xiàn)">    3.4 Mn₃O₄@C負(fù)極和LiCoO₂正極的全電池性能表現(xiàn)
        3.4.1 全電池性能測試和器件展示
        3.4.2 能量密度和功率密度的計(jì)算
    3.5 本章小結(jié)
2基納米管陣列薄膜的制備、表征和電化學(xué)性能">第四章 自支撐MoS₂基納米管陣列薄膜的制備、表征和電化學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)用品和儀器
        4.2.2 材料的制備
        4.2.3 材料的結(jié)構(gòu)表征
        4.2.4 電極制備和電化學(xué)性能測試
2管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能">    4.3 CSTAs@MoS₂管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能
2管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征">        4.3.1 CSTAs@MoS₂管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征
2管陣列薄膜的電化學(xué)性能">        4.3.2 CSTAs@MoS₂管陣列薄膜的電化學(xué)性能
2管陣列電極嵌鋰循環(huán)后的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)阻抗研究">        4.3.3 CSTAs@MoS₂管陣列電極嵌鋰循環(huán)后的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)阻抗研究
2@PPy管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能">    4.4 CSTAs@MoS₂@PPy管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能
2@PPy管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征">        4.4.1 CSTAs@MoS₂@PPy管陣列薄膜的結(jié)構(gòu)表征
2@PPy管陣列薄膜的電化學(xué)性能">        4.4.2 CSTAs@MoS₂@PPy管陣列薄膜的電化學(xué)性能
2@PPy管陣列薄膜電極嵌鋰循環(huán)后的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)阻抗研究">        4.4.3 CSTAs@MoS₂@PPy管陣列薄膜電極嵌鋰循環(huán)后的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)阻抗研究
    4.5 本章小結(jié)
xMn₂O₄基薄膜的制備、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能">第五章 自支撐Li_xMn₂O₄基薄膜的制備、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)用品和儀器
        5.2.2 材料的制備
        5.2.3 材料的結(jié)構(gòu)表征
        5.2.4 電池組裝和電化學(xué)性能測試
    5.3 碳布基底上的LixMn2O4薄膜的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能
xMn₂O₄薄膜的物相結(jié)構(gòu)">        5.3.1 不同水熱鋰化溫度制備的CC-Li_xMn₂O₄薄膜的物相結(jié)構(gòu)
xMn₂O₄薄膜的結(jié)構(gòu)">        5.3.2 不同熱處理溫度制備的CC-Li_xMn₂O₄薄膜的結(jié)構(gòu)
xMn₂O₄薄膜的電化學(xué)性能">        5.3.3 不同熱處理溫度制備的CC-Li_xMn₂O₄薄膜的電化學(xué)性能
xMn₂O₄正極和Mn₃O₄@C負(fù)極的扣式全錳電池性能">        5.3.4 CC-Li_xMn₂O₄正極和Mn₃O₄@C負(fù)極的扣式全錳電池性能
xMn₂O₄薄膜的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能">    5.4 不銹鋼箔上的CSTAs@Li_xMn₂O₄薄膜的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能
xMn₂O₄薄膜的結(jié)構(gòu)">        5.4.1 水熱法制備的CSTAs@Li_xMn₂O₄薄膜的結(jié)構(gòu)
xMn₂O₄薄膜的性能">        5.4.2 水熱法制備的CSTAs@Li_xMn₂O₄薄膜的性能
    5.5 基于自支撐薄膜電極的軟包全錳電池性能
    5.6 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
    6.1 論文主要結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3107763