鋰離子電池是一種高效的電能存儲(chǔ)技術(shù),被廣泛應(yīng)用于人類(lèi)社會(huì)的各大領(lǐng)域中,例如新能源汽車(chē)和便攜式電子設(shè)備。傳統(tǒng)鋰離子電池大多采用液態(tài)電解質(zhì)作為鋰離子的傳輸媒介,使用過(guò)程中存在漏液、易燃和爆炸等安全隱患。采用安全性更高的固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)則有可能解決這一問(wèn)題。在眾多的無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)材料中,石榴石型鋰鑭鋯氧化物(Li₇La₃Zr₂O₁₂,LLZO)無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)因其優(yōu)良的熱穩(wěn)定、高離子電導(dǎo)率和較寬的電化學(xué)窗口等特點(diǎn),而受到廣泛關(guān)注。然而,具有良好離子導(dǎo)電性的立方相LLZO在室溫下極不穩(wěn)定。金屬陽(yáng)離子摻雜是穩(wěn)定LLZO室溫下立方相和提高離子電導(dǎo)率的有效途徑,但由于可摻雜元素種類(lèi)眾多、工藝參數(shù)變量復(fù)雜,基于傳統(tǒng)“試錯(cuò)”的摻雜實(shí)驗(yàn)方法效率低下,難以滿(mǎn)足對(duì)LLZO固態(tài)電解質(zhì)材料離子電導(dǎo)率進(jìn)一步提高的研發(fā)需求。高通量實(shí)驗(yàn)是近年來(lái)興起的材料研究新方法,其本質(zhì)是在一次實(shí)驗(yàn)中同時(shí)制備多個(gè)不同組分和工藝參數(shù)的樣品,然后通過(guò)高通量表征技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的快速測(cè)試,從而大大提升實(shí)驗(yàn)效率。高通量制備和高通量表征是高通量實(shí)驗(yàn)的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 LLZO固態(tài)電解質(zhì)簡(jiǎn)介
        1.2.1 石榴石型LLZO的結(jié)構(gòu)特性
        1.2.2 LLZO固態(tài)電解質(zhì)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于元素?fù)诫s/替換的LLZO固態(tài)電解質(zhì)研究
    1.3 固態(tài)電解質(zhì)的高通量研究現(xiàn)狀
        1.3.1 高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 面向固態(tài)電解質(zhì)的高通量研究進(jìn)展
        1.3.3 基于薄膜形態(tài)的電解質(zhì)高通量實(shí)驗(yàn)研究
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 文章的結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于磁控濺射的LLZO-In_2O_3 高通量合成工藝研究
    2.1 引言
    2.2 高通量磁控濺射關(guān)鍵工藝模塊設(shè)計(jì)
        2.2.1 In-line磁控濺射高通量制備工藝方法
        2.2.2 高通量磁控濺射組合材料芯片制備系統(tǒng)
        2.2.3 仿真模型搭建
        2.2.4 參數(shù)初始化設(shè)定
        2.2.5 結(jié)果與討論
    2.3 基于磁控濺射的LLZO-In_2O_3 高通量樣品庫(kù)合成工藝研究
        2.3.1 LLZO-In_2O_3 高通量合成工藝設(shè)計(jì)
        2.3.2 薄膜合成方案選擇
        2.3.3 沉積速率和均勻性測(cè)試
        2.3.4 多層膜沉積和擴(kuò)散
    2.4 本章小結(jié)
第三章 退火溫度對(duì)In摻雜LLZO性能影響的高通量實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.2.1 樣品的高通量制備
        3.2.2 結(jié)晶熱處理過(guò)程
        3.2.3 性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 In摻雜對(duì)LLZO薄膜性能的影響
        3.3.2 結(jié)晶熱處理溫度對(duì)In摻雜LLZO薄膜結(jié)晶性能的影響
        3.3.3 結(jié)晶熱處理溫度對(duì)In摻雜LLZO薄膜電學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 In摻雜含量對(duì)LLZO電學(xué)性能影響的高通量實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.2.1 In摻雜LLZO組合材料樣品庫(kù)前驅(qū)體制備
        4.2.2 擴(kuò)散與結(jié)晶熱處理
        4.2.3 測(cè)試電極制備
        4.2.4 電化學(xué)阻抗測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 In摻雜含量對(duì)電化學(xué)阻抗譜的影響
        4.3.2 In摻雜含量對(duì)LLZO離子電導(dǎo)率的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
    5.1 文章創(chuàng)新點(diǎn)與研究結(jié)果總結(jié)
        5.1.1 研究結(jié)果總結(jié)
        5.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 后續(xù)研究工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3662487