隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出,新型清潔能源的開發(fā)迫在眉睫。在目前的各種儲能裝置中,鋰離子電池以其高的能量密度、長的循環(huán)壽命、小的體積和輕的質(zhì)量成為綜合性能最好的儲能體系,已經(jīng)被廣泛用于便攜式移動通信設(shè)備、新能源汽車等各個領(lǐng)域。常規(guī)鋰離子電池使用的是有機(jī)液態(tài)電解質(zhì),其存在著易漏、易燃和易爆等安全隱患。新型全固態(tài)鋰離子電池可以從根本上徹底解決常規(guī)鋰離子電池存在的安全問題,因而成為鋰離子電池研究的熱點。研發(fā)全固態(tài)鋰離子電池的關(guān)鍵在于開發(fā)電化學(xué)性能優(yōu)異的固態(tài)電解質(zhì)材料。近年來,反鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的固態(tài)電解質(zhì)因其具有較高的離子電導(dǎo)率、良好的熱穩(wěn)定性、良好的電極兼容性以及較寬的電化學(xué)窗口成為固態(tài)電解質(zhì)材料研究的重點,反鈣鈦礦型的Li2OHBr是一種非常具有發(fā)展?jié)摿Φ墓虘B(tài)電解質(zhì),但是其離子電導(dǎo)率和電化學(xué)穩(wěn)定性都還有待提高。因此本論文用F和C1對Li2OHBr中Br進(jìn)行取代改性,通過高溫煅燒熔融鹽的方法合成了 Li2OHFxBr1-x和Li2OHClxBr1-x,并對改性后的材料進(jìn)行了電化學(xué)性能研究。主要研究內(nèi)容如下:（1）通過高溫煅燒熔融鹽的方法用F對Li2OHBr中的Br... 

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２．常見的鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖［１（）］??２??

酯（ＤＥＣ）等有機(jī)溶劑中制得。??鋰離子電池實質(zhì)上是一種依靠鋰離子在電池的正極和負(fù)極之間來回嵌入和脫??出，從而達(dá)到充放電目的濃差電池。鋰離子電池的工作原理如下圖１－３所示，當(dāng)電??池處于充電狀態(tài)時，Ｌｉ＋從正極材料中脫出，穿過隔膜和電解液，嵌入到負(fù)極材料中。??而當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，Ｌｉ＋從負(fù)極材料中脫出，通過隔膜和電解液，嵌入到正極??材料中［１２］。正因如此，鋰離子電池也被稱為“搖椅式電池”?［１３］。?????????＂＂?１??ｉ?Ｃａｔｈｏｄｅ?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?—＾?Ａｎｏｄｃ＿?Ｉ??纖??ｌ?心?＊?ｖ?．?＊?？ｖ?．?？－??＊?－??ＵＭＯ：?ｌａｙｅｒ?Ｓｏｌｖｅｎｔ?Ｇｒａｐｈｅｎｅ??ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??圖１－３．常規(guī)鋰電池工作原理圖［１３］??以ＬｉＣ〇０２為正極材料，石墨為負(fù)極材料的鋰離子電池為例，鋰離子電池工作??的過程中，發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)如下所示？．??負(fù)極：６?Ｃ?＋?ｊｃ?Ｌｉ＋?＋?ｘ?ｅ＿?ｌＡｘＣｅ??正極：ＬｉＣｏ０２?—?Ｌｉｉ－ｘＣｏ０２?＋?ｘ?Ｌｉ＋?＋?ｘ?ｅ－??總反應(yīng)：ＬｉＣｏ〇２?＋?６?Ｃ?－■＞?Ｌｉ；ｃＣ６?＋?Ｌｉｉ－；ｃＣｏ〇２??１．２．３鋰離子電池的特點??鋰離子電池作為目前綜合性能最好、應(yīng)用最廣泛的儲能體系主要有以下優(yōu)點：??（１）工作電壓相對較高

（３）鋰離子快導(dǎo)體型固態(tài)電解質(zhì)??最早的鋰離子快導(dǎo)體（ＬＩＳＩＣＯＮ）型固態(tài)電解質(zhì)Ｌｉ１４Ｚｎ（Ｇｅ０４）４最早是由Ｈｏｎｇ等??人制得［３５］。圖１－７為ＬＩＳＩＣＯＮ型Ｌｉ１４Ｚｎ（Ｇｅ０４；）４固態(tài)鋰離子電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖［２５］。它??以［ＬｉｎＺｎ（Ｇｅ０４）４ｆ形成三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，剩余的Ｌｉ＋位于間隙位置，在結(jié)構(gòu)中能??夠自由遷移［３６，３７］。Ｌｉ１４Ｚｎ（Ｇｅ０４）４在室溫下電導(dǎo)率僅為１ＣＴ７?Ｓ／ｃｍ，但是在３００°Ｃ時離??子電導(dǎo)率可達(dá)０．１２５?Ｓ／ｃｍ。為了提高ＬＩＳＩＣＯＮ的電導(dǎo)率，可以采用摻雜的辦法，也??可以開發(fā)新的合成方法和工藝。Ｎｏｒｉａｋｉ等人在ＮＡＴＵＲＥ報道了一種具有三維空間??網(wǎng)狀的ＬＩＳＩＣＯＮ型的Ｌｉｕ）ＧｅＰ２Ｓ１２，其在室溫時離子電導(dǎo)率可到０．０１２?Ｓ／ｃｍ［２１］。??？?？?？?ｕ??圖?１－７．?ＬＩＳＩＣＯＮ?型?ＬｉｗＺｉ＾ＧｅＯＡ?晶體結(jié)構(gòu)圖［２５］??ＬＩＳＩＣＯＮ型固態(tài)電解質(zhì)有著較高的離子電導(dǎo)率、較寬的的電化學(xué)窗口和優(yōu)異的??熱穩(wěn)定性，而且該類型電解質(zhì)能抑制鋰枝晶生長，可以搭配金屬鋰負(fù)極使用，有較??高比容量。因此ＬＩＳＩＣＯＮ型固態(tài)電解質(zhì)也成為全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)材料的研??宄熱點。??８??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]石榴石結(jié)構(gòu)固體電解質(zhì)Li5La3M2O12（M=Nb、Bi）的低溫合成和性能表征[D]. 武青.中南大學(xué) 2013



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