隨著人類對(duì)能源需求量的增加和新能源體系開發(fā)的迫切需要,具有高能量密度和長循環(huán)壽命的儲(chǔ)能系統(tǒng)得到了人們的廣泛關(guān)注。金屬鋰具有極高的比容量被當(dāng)做新一代鋰電池體系的研究熱點(diǎn)。然而在實(shí)際應(yīng)用過程中,金屬鋰表面存在枝晶生長等嚴(yán)重影響使用的問題,使得金屬鋰作為電池體系中的負(fù)極被限制。目前,針對(duì)金屬鋰負(fù)極在循環(huán)過程中,表面與電解液反應(yīng)生成的固體電解質(zhì)界面膜(SEI)機(jī)械強(qiáng)度不夠,無法承受巨大的體積變化,也無法有效地抑制鋰枝晶問題,本文提出使用三維不銹鋼網(wǎng)(SSM)作為集流體,并在其表面通過原位電化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng),構(gòu)建同時(shí)具有電子和離子通道的三維復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)作為人造SEI膜抑制鋰枝晶的形成和生長行為。本工作對(duì)制備的人工SEI膜進(jìn)行了全面的物理化學(xué)性質(zhì)表征,并通過一系列電化學(xué)測(cè)試研究了其電化學(xué)性能,探究其作為金屬鋰負(fù)極改性的作用機(jī)理。通過一步水熱法在不銹鋼網(wǎng)表面原位負(fù)載二硫化鉬(MoS₂)納米片陣列,通過原位的電化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧?鉬(Li₂S/Mo)結(jié)構(gòu)作為人造SEI膜。具有良好導(dǎo)電性的不銹鋼網(wǎng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),起到了三維集流體的作用,有...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 金屬鋰負(fù)極概述
        1.2.1 鋰金屬電池發(fā)展歷史
        1.2.2 金屬鋰負(fù)極失效機(jī)理
        1.2.3 金屬鋰枝晶成核模型
        1.2.4 鋰枝晶的成核機(jī)制
    1.3 金屬鋰負(fù)極國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)所用材料與儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備
    2.2 MOS₂粉末的制備
    2.3 物理性質(zhì)表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 X射線光電子能譜
        2.3.4 X射線能譜儀
    2.4 電化學(xué)表征
        2.4.1 恒電流充放電測(cè)試
        2.4.2 電化學(xué)交流阻抗譜
        2.4.3 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.4.4 鋰離子電導(dǎo)率測(cè)試
        2.4.5 鋰離子遷移數(shù)測(cè)試
第三章 MOS₂復(fù)合電極的制備與電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 MOS₂復(fù)合電極的制備與物理表征
        3.2.1 MoS₂/石墨烯復(fù)合電極的制備與物理表征
        3.2.2 MoS₂/銅箔復(fù)合電極的制備與物理表征
        3.2.3 MoS₂/碳布復(fù)合電極的制備與物理表征
        3.2.4 MoS₂/不銹鋼網(wǎng)復(fù)合電極的制備與物理表征
    3.3 MOS₂復(fù)合電極的電化學(xué)性能研究
        3.3.1 MoS₂/石墨烯復(fù)合電極的電化學(xué)性能
        3.3.2 MoS₂/銅箔復(fù)合電極的電化學(xué)性能
        3.3.3 MoS₂/碳布復(fù)合電極的電化學(xué)性能
        3.3.4 MoS₂/不銹鋼網(wǎng)復(fù)合電極的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 MOS₂/SSM復(fù)合電極電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 MOS₂/SSM復(fù)合電極電化學(xué)性質(zhì)研究
        4.2.1 MoS₂/SSM復(fù)合電極離子電導(dǎo)率
        4.2.2 MoS₂/SSM復(fù)合電極鋰離子遷移數(shù)
        4.2.3 MoS₂/SSM復(fù)合電極阻抗及擴(kuò)散系數(shù)
        4.2.4 MoS₂/SSM復(fù)合電極循環(huán)伏安曲線
        4.2.5 MoS₂/SSM復(fù)合電極放電前后成分分析
    4.3 金屬鋰沉積行為調(diào)控及電化學(xué)性質(zhì)影響
        4.3.1 MoS₂/SSM復(fù)合電極金屬鋰沉積行為
        4.3.2 電流密度對(duì)金屬鋰沉積行為的影響
        4.3.3 MoS₂/SSM電極成核過電位
        4.3.4 MoS₂/SSM復(fù)合電極沉積/剝離前后形貌表征
    4.4 MOS₂/SSM復(fù)合電極電化學(xué)性能研究
        4.4.1 MoS₂/SSM復(fù)合電極電化學(xué)性能
        4.4.2 MoS₂/SSM復(fù)合電極循環(huán)性能影響規(guī)律
        4.4.3 MoS₂/SSM復(fù)合電極庫侖效率影響規(guī)律
    4.5 MOS₂/SSM復(fù)合電極作用機(jī)理
    4.6 全電池分析
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3961941