鋰空氣電池在所有下一代鋰電池中具有最高的理論能量密度,受到了研究者廣泛的關(guān)注。目前,被研究較多的是傳統(tǒng)有機(jī)電解液體系鋰空氣電池。由于有機(jī)電解液本身的限制,有機(jī)體系鋰空氣電池存在能量效率低、循環(huán)性能差、電解液揮發(fā)、難以在空氣環(huán)境下工作等問(wèn)題。使用更加穩(wěn)定的固體電解質(zhì)替換液體有機(jī)電解質(zhì)構(gòu)筑全固態(tài)鋰空氣電池有希望解決上述問(wèn)題。石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）電解質(zhì)具有室溫鋰離子電導(dǎo)率高(>10^-3 S cm^-1)、與金屬鋰接觸穩(wěn)定、電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點(diǎn),是一種有希望的固體電解質(zhì)材料。本論文使用LLZTO作為電解質(zhì)層構(gòu)筑了全固態(tài)鋰空氣電池及全固態(tài)鋰離子電池,主要開展了以下工作。（1）為在固態(tài)鋰空氣電池正極內(nèi)部同時(shí)構(gòu)筑電子與離子傳輸通道,使用科琴黑（Ketjen Black,KB）作為電子導(dǎo)電劑,LLZTO粉體作為離子傳導(dǎo)骨架,聚碳酸丙烯酯/聚酰亞胺:雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰（PPC/PI:LiTFSI）聚合物電... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 固體電解質(zhì)
        1.2.1 固態(tài)聚合物電解質(zhì)
        1.2.2 無(wú)機(jī)陶瓷電解質(zhì)
    1.3 固態(tài)鋰空氣電池空氣正極構(gòu)筑
    1.4 固態(tài)鋰空氣電池正極反應(yīng)機(jī)制
    1.5 固態(tài)電池中的界面
        1.5.1 活性材料/正極界面
        1.5.2 正極/電解質(zhì)、負(fù)極/電解質(zhì)界面
    1.6 論文的選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 論題依據(jù)
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與儀器
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
    2.3 材料制備方法
6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂固體電解質(zhì)的制備">        2.3.1 Garnet型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂固體電解質(zhì)的制備
        2.3.2 磁控濺射技術(shù)
    2.4 材料性能表征方法
        2.4.1 掃描電子顯微鏡與X射線能量色散譜
        2.4.2 透射電子顯微鏡
        2.4.3 X射線光電子能譜
        2.4.4 傅里葉變換紅外光譜
        2.4.5 拉曼光譜
        2.4.6 差分電化學(xué)質(zhì)譜
    2.5 電化學(xué)性能表征方法
        2.5.1 恒電流充放電測(cè)試
        2.5.2 電化學(xué)阻抗譜
        2.5.3 循環(huán)伏安法
第3章 碳基聚合物復(fù)合空氣正極研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 復(fù)合空氣正極的制備
        3.1.2 固態(tài)鋰空氣電池組裝
        3.1.3 固態(tài)鋰空氣電池測(cè)試
    3.2 固態(tài)鋰空氣電池結(jié)構(gòu)及產(chǎn)物表征
        3.2.1 固態(tài)空氣正極結(jié)構(gòu)
        3.2.2 80 ℃電池性能表征
        3.2.3 產(chǎn)物組成表征
        3.2.4 產(chǎn)物形貌觀察
        3.2.5 PPC:LiTFSI電池的循環(huán)性能
        3.2.6 原位XPS測(cè)試
        3.2.7 原位DEMS測(cè)試
    3.3 固態(tài)鋰空氣電池高溫性能
        3.3.1 溫度對(duì)過(guò)電勢(shì)的影響
        3.3.2 200℃下CV測(cè)試
        3.3.3 200℃下倍率性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 惰性Au電極固態(tài)鋰空氣電池研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 磁控濺射生長(zhǎng)薄膜Au正極
        4.2.2 電池組裝及測(cè)試
    4.3 Au電極表征
    4.4 氧氣氣氛下產(chǎn)物表征
    4.5 空氣氣氛下產(chǎn)物表征
    4.6 充電過(guò)程表征
    4.7 本章小節(jié)
第5章 固態(tài)電池中固固界面研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 電池組裝
        5.2.2 電化學(xué)交流阻抗譜測(cè)試
    5.3 對(duì)稱電池的電化學(xué)阻抗
        5.3.1 正極/LLZTO/正極界面電阻分析
        5.3.2 Li/LLZTO/Li界面電阻分析
    5.4 全電池阻抗
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3158606