開發(fā)具有更高能量密度的二次電池是當(dāng)今社會的一個“熱點(diǎn)問題”。金屬鋰負(fù)極具有極高的比容量（3860 m Ah/g）,以及最低的還原電勢（-3.040 V vs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極）,被譽(yù)為能源儲存界的“圣杯”。它也可以應(yīng)用于具有更高能量密度的電池體系,如鋰硫電池、鋰氧電池等。然而,枝晶生長、趨于無限的體積變化、SEI膜的不穩(wěn)定帶來的低庫侖效率等問題極大地限制了金屬鋰負(fù)極的應(yīng)用。此外,由于金屬鋰具有極高的反應(yīng)活性使得對其加工與儲存需要在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行,提高了金屬鋰負(fù)極的生產(chǎn)成本。本論文研究通過誘導(dǎo)鋰離子均勻成核的方法抑制枝晶的產(chǎn)生,并基于鋰碳復(fù)合材料制備了一系列具有高庫侖效率、高環(huán)境穩(wěn)定性的負(fù)極材料。首先,將苯并三氮唑（BTA）通過N-Cu配位作用自組裝于銅箔表面,制備了BTA-Cu復(fù)合物。通過DFT模擬發(fā)現(xiàn),相對于Cu原子,BTA分子中的N原子對鋰離子具有更好的親和力,故BTA分子可以作為鋰離子的成核劑,鋰離子在N原子的誘導(dǎo)成核作用下均勻沉積于BTA-Cu材料表面,從而抑制了鋰枝晶的產(chǎn)生。庫侖效率測試結(jié)果表明,在1 m A/cm2的電流密度,1 m Ah/cm2的容量密度下,BTA-Cu材料... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

電池發(fā)展里程碑Fig.1-1Milestoneofbatteries

鋰離子電池工作原理[10]

鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)[11]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰電池基礎(chǔ)科學(xué)問題（Ⅰ）——化學(xué)儲能電池理論能量密度的估算[J]. 彭佳悅,祖晨曦,李泓.  儲能科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[2]四氫呋喃預(yù)處理對吡咯修飾金屬鋰電極性能的影響[J]. 吳梅芬,溫兆銀,劉宇.  物理化學(xué)學(xué)報. 2011(07)
[3]苯并三氮唑緩蝕劑在銅表面覆蓋行為的研究[J]. 張勝濤,薛茗月,王艷波,侯保榮.  腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2006(05)



本文編號：3085827