隨著人類對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做新一代鋰電池體系的研究熱點。然而在實際應(yīng)用過程中,金屬鋰表面存在枝晶生長等嚴重影響使用的問題,使得金屬鋰作為電池體系中的負極被限制。目前,針對金屬鋰負極在循環(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)機械強度不夠,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轉(zhuǎn)化反應(yīng),構(gòu)建同時具有電子和離子通道的三維復合陣列結(jié)構(gòu)作為人造SEI膜抑制鋰枝晶的形成和生長行為。本工作對制備的人工SEI膜進行了全面的物理化學性質(zhì)表征,并通過一系列電化學測試研究了其電化學性能,探究其作為金屬鋰負極改性的作用機理。通過一步水熱法在不銹鋼網(wǎng)表面原位負載二硫化鉬(MoS₂)納米片陣列,通過原位的電化學轉(zhuǎn)化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧?鉬(Li₂S/Mo)結(jié)構(gòu)作為人造SEI膜。具有良好導電性的不銹鋼網(wǎng)具有一定的機械強度和規(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

【學位級別】：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 金屬鋰負極概述
        1.2.1 鋰金屬電池發(fā)展歷史
        1.2.2 金屬鋰負極失效機理
        1.2.3 金屬鋰枝晶成核模型
        1.2.4 鋰枝晶的成核機制
    1.3 金屬鋰負極國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗所用材料與儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗所用材料
        2.1.2 實驗所用儀器設(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 電化學表征
        2.4.1 恒電流充放電測試
        2.4.2 電化學交流阻抗譜
        2.4.3 循環(huán)伏安測試
        2.4.4 鋰離子電導率測試
        2.4.5 鋰離子遷移數(shù)測試
第三章 MOS₂復合電極的制備與電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 MOS₂復合電極的制備與物理表征
        3.2.1 MoS₂/石墨烯復合電極的制備與物理表征
        3.2.2 MoS₂/銅箔復合電極的制備與物理表征
        3.2.3 MoS₂/碳布復合電極的制備與物理表征
        3.2.4 MoS₂/不銹鋼網(wǎng)復合電極的制備與物理表征
    3.3 MOS₂復合電極的電化學性能研究
        3.3.1 MoS₂/石墨烯復合電極的電化學性能
        3.3.2 MoS₂/銅箔復合電極的電化學性能
        3.3.3 MoS₂/碳布復合電極的電化學性能
        3.3.4 MoS₂/不銹鋼網(wǎng)復合電極的電化學性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 MOS₂/SSM復合電極電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 MOS₂/SSM復合電極電化學性質(zhì)研究
        4.2.1 MoS₂/SSM復合電極離子電導率
        4.2.2 MoS₂/SSM復合電極鋰離子遷移數(shù)
        4.2.3 MoS₂/SSM復合電極阻抗及擴散系數(shù)
        4.2.4 MoS₂/SSM復合電極循環(huán)伏安曲線
        4.2.5 MoS₂/SSM復合電極放電前后成分分析
    4.3 金屬鋰沉積行為調(diào)控及電化學性質(zhì)影響
        4.3.1 MoS₂/SSM復合電極金屬鋰沉積行為
        4.3.2 電流密度對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復合電極沉積/剝離前后形貌表征
    4.4 MOS₂/SSM復合電極電化學性能研究
        4.4.1 MoS₂/SSM復合電極電化學性能
        4.4.2 MoS₂/SSM復合電極循環(huán)性能影響規(guī)律
        4.4.3 MoS₂/SSM復合電極庫侖效率影響規(guī)律
    4.5 MOS₂/SSM復合電極作用機理
    4.6 全電池分析
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3961941