固態(tài)電解質(zhì)LiTi2（PO4）3（LTP）相比傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)具有安全性高、成本低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),受到了人們的廣泛關(guān)注。本文針對(duì)固態(tài)電解質(zhì)材料制備過程中易出現(xiàn)致密度不高、鋰缺失等問題,分別通過摻雜改性、優(yōu)化熱處理工藝、探索最佳配鋰量等方法來提高固態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)性能,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）對(duì)LTP固態(tài)電解質(zhì)材料進(jìn)行鋁摻雜改性。合成了Li1+xAlxTi2-x（PO4）3（x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）固態(tài)電解質(zhì),研究了鋁摻雜改性對(duì)LTP固態(tài)電解質(zhì)的影響。摻Al3+量 x=0.3時(shí)制備的Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3（LATP）綜合性能最優(yōu),離子電導(dǎo)率為3.69× 10-5 S/cm,樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和離子遷移通道尺寸得到有效改善。（2）優(yōu)化了LATP固態(tài)電解質(zhì)熱處理工藝中的晶化溫度和預(yù)合成溫度。晶化溫度為800℃時(shí)樣品致密化程度較好,離子電導(dǎo)率為6.01×10-5S/cm,相比900℃時(shí)提升了62.87%。預(yù)合成溫度為420℃時(shí)樣品結(jié)晶性得到改善,形貌最好,離子電導(dǎo)率為1.01×10-4S/cm,相比350℃時(shí)提升了68.05%。（3）研究了配鋰... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡述
        1.2.1 鋰離子電池的工作原理
        1.2.2 鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)
        1.2.3 鋰離子電池存在問題及解決方案
    1.3 固態(tài)電解質(zhì)種類及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 硫化物體系
        1.3.2 NASICON型結(jié)構(gòu)體系
        1.3.3 鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)體系
        1.3.4 LISICON型結(jié)構(gòu)體系
        1.3.5 石榴石型結(jié)構(gòu)體系
    1.4 NASICON型結(jié)構(gòu)LiTi_2(PO_4)_3(LTP)體系材料研究現(xiàn)狀
    1.5 論文選題目的與研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方案
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 材料制備方法
        2.3.1 不同摻Al~(3+)量固態(tài)電解質(zhì)的制備工藝
        2.3.2 不同熱處理溫度固態(tài)電解質(zhì)的制備工藝
        2.3.3 不同配鋰量固態(tài)電解質(zhì)的制備工藝
        2.3.4 固態(tài)電解質(zhì)燒結(jié)片的制備工藝
        2.3.5 正極材料的制備工藝
    2.4 材料的表征及性能測(cè)試
        2.4.1 材料表征
        2.4.2 性能測(cè)試
3 LTP固態(tài)電解質(zhì)的元素?fù)诫s改性研究
    3.1 引言
    3.2 LTP固態(tài)電解質(zhì)的Al~(3+)摻雜改性研究
        3.2.1 Al~(3+)摻雜改性對(duì)LTP固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 Al~(3+)摻雜改性對(duì)LTP固態(tài)電解質(zhì)形貌的影響
        3.2.3 Al~(3+)摻雜改性對(duì)LTP固態(tài)電解質(zhì)致密度的影響
        3.2.4 Al~(3+)摻雜改性對(duì)LTP固態(tài)電解質(zhì)交流阻抗的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 LATP固態(tài)電解質(zhì)的熱處理工藝研究
    4.1 引言
    4.2 LATP固態(tài)電解質(zhì)的晶化溫度研究
        4.2.1 晶化溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 晶化溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)形貌的影響
        4.2.3 晶化溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)致密度的影響
        4.2.4 晶化溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)交流阻抗的影響
    4.3 LATP固態(tài)電解質(zhì)的預(yù)合成溫度研究
        4.3.1 預(yù)合成溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.2 預(yù)合成溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)形貌的影響
        4.3.3 預(yù)合成溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)致密度的影響
        4.3.4 預(yù)合成溫度對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)交流阻抗的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 配鋰量對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)性能的影響
    5.1 引言
    5.2 不同配鋰量合成LATP固態(tài)電解質(zhì)的性能表征
        5.2.1 配鋰量對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.2 配鋰量對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)形貌的影響
        5.2.3 配鋰量對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)致密度的影響
        5.2.4 配鋰量對(duì)LATP固態(tài)電解質(zhì)交流阻抗的影響
    5.3 本章小結(jié)
6 固態(tài)電解質(zhì)對(duì)LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NCM)正極材料的改性研究
    6.1 引言
    6.2 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3對(duì)NCM正極材料的改性研究
        6.2.1 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3摻雜對(duì)NCM正極材料結(jié)構(gòu)的影響
        6.2.2 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3摻雜對(duì)NCM正極材料形貌的影響
        6.2.3 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3摻雜對(duì)NCM正極材料電化學(xué)性能的影響
        6.2.4 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3摻雜對(duì)NCM正極材料交流阻抗的影響
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A low cost composite quasi-solid electrolyte of LATP, TEGDME,and LiTFSI for rechargeable lithium batteries[J]. 黃杰,彭佳悅,凌仕剛,楊琪,邱紀(jì)亮,盧嘉澤,鄭杰允,李泓,陳立泉.  Chinese Physics B. 2017(06)
[2]鋰離子固體電解質(zhì)Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3的合成與表征[J]. 何海亮,吳顯明,陳上,丁其晨,陳守彬.  人工晶體學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]無機(jī)固體電解質(zhì)材料的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究[J]. 黃禎,楊菁,陳曉添,陶益成,劉登,高超,龍鵬,許曉雄.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[4]高嶺土摻雜NASICON固體電解質(zhì)及全固態(tài)電池性能[J]. 鄭衛(wèi)東,水淼,任政娟,舒杰,徐丹,張瑞豐.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(02)
[5]鋰離子電池PEO-LATP/LAGP陶瓷復(fù)合電解質(zhì)膜的制備與性能表征[J]. 黃樂之,溫兆銀,靳俊,劉宇.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]冷卻方式對(duì)新型石榴石結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)Li6BaLa2Ta2O12導(dǎo)電性能的影響[J]. 周權(quán),鐘耀東,強(qiáng)穎懷,周鳳瑞,李志同,吳謙.  有色金屬(冶煉部分). 2011(08)
[7]鋇含量對(duì)新型石榴石結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電性能的影響[J]. 周權(quán),鐘耀東,周鳳瑞,吳謙.  功能材料. 2011(S2)
[8]鋰離子電池安全性能研究[J]. 吳凱,張耀,曾毓群,楊軍.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[9]無機(jī)固態(tài)鋰離子電解質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 朱永明,任雪峰,李寧.  化學(xué)通報(bào). 2010(12)
[10]鋰離子電池及相關(guān)材料進(jìn)展[J]. 黃學(xué)杰.  中國材料進(jìn)展. 2010(08)



本文編號(hào)：3167756