人類社會(huì)的發(fā)展伴隨著單位個(gè)體對能源消耗增多,開發(fā)高能量密度二次電池是解決當(dāng)前能源環(huán)境問題,尤其是解決中國當(dāng)前“大城市”問題的一個(gè)重要方案。鋰/鋰離子電池分別是即將商業(yè)化和已經(jīng)商業(yè)化的最有前途的二次電池。當(dāng)前,安全問題是制約其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸之一,尤其是在電動(dòng)交通領(lǐng)域。導(dǎo)致當(dāng)前電動(dòng)汽車領(lǐng)域安全問題頻出的一個(gè)重要原因是普遍采用具有可燃性的碳酸酯類有機(jī)電解液。因此,開發(fā)高安全型鋰/鋰離子電池電解質(zhì)具有重要意義。近年來,具有無閃點(diǎn)、難揮發(fā)、電化學(xué)穩(wěn)定等優(yōu)異性質(zhì)的離子液體基電解液逐漸引起了人們的注意。本論文以離子液體新型電解液溶劑體系作為研究對象,設(shè)計(jì)了具有電化學(xué)穩(wěn)定性高、電化學(xué)窗口寬的吡咯烷和哌啶兩款離子液體,并以該離子液體為溶劑、添加劑或增塑劑開發(fā)了多款電解質(zhì),研究了其在鋰/鋰離子電池中的性能。本研究主要包括以下幾個(gè)方面:1.通過將氧原子引入吡咯烷陽離子側(cè)鏈,得到醚基功能化離子液體1-甲基-1-乙基乙醚雙氟甲烷磺酰亞胺鹽(PYR_1（2o2）TFSI),并配制電解液PYR_1（2o2）TFSI-LiTFSI,該電解液具有較低的粘度和良好的離子傳輸能力。... 

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究目的和意義
    1.2 鋰電池及鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰電池及鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.2 鋰離子電池正極材料
        1.2.3 鋰離子電池負(fù)極材料
    1.3 鋰離子電池電解液概述
        1.3.1 鋰離子電池電解液成分
        1.3.2 鋰離子電池安全性電解液
    1.4 離子液體電解液
        1.4.1 離子液體概述
        1.4.2 常見離子液體電解液研究進(jìn)展
    1.5 課題研究目的和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 電解質(zhì)、電極的制備及電池裝配
        2.2.1 電解質(zhì)的制備
        2.2.2 電極的制備和電池裝配
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 物理性質(zhì)測試和表征
        2.3.2 電化學(xué)測試
第三章 高安全、寬溫帶離子液體電解質(zhì)的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 離子液體電解液和電極的制備及電池組裝
        3.2.1 含醚基的離子液體PYR1_((2o2))TFSI的制備
        3.2.2 離子液體電解液的制備
    3.3 電極的制備與電池組裝
    3.4 離子液體物理性質(zhì)表征
        3.4.1 核磁共振譜
        3.4.2 紅外光譜
        3.4.3 熱分析
        3.4.4 粘度和電導(dǎo)率
        3.4.5 鋰離子遷移數(shù)
    3.5 電解液在Li/LiFePO_4電池中的電化學(xué)行為
    本章小結(jié)
第四章 離子液體有機(jī)溶劑共混型電解液的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 γ-BL的添加對離子液體電解質(zhì)性能的影響
        4.2.1 LiTFSI-PYR1_((2o2))TFSI/γ-BL共混型電解液的制備
        4.2.2 電極的制備與電池組裝
        4.2.3 共混型離子液體電解液物化性質(zhì)表征
        4.2.4 電解質(zhì)在Li/LiFePO_4電池中的電化學(xué)性能
        4.2.5 電解質(zhì)安全性能分析
    4.3 DMC的添加對離子液體電解質(zhì)性能的影響
        4.3.1 含DMC的離子液體基電解液的制備
        4.3.2 電極的制備與電池組裝
        4.3.3 共混型離子液體電解液物理性質(zhì)表征
        4.3.4 電解質(zhì)在Li/LiFePO_4電池中的電化學(xué)性能
        4.3.5 電解質(zhì)安全性能分析
    本章小結(jié)
第五章 離子液體凝膠電解質(zhì)的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 PIL/PYR1_((2o2))TFSI凝膠電解質(zhì)的制備
        5.2.1 離子液體聚合物的制備
        5.2.2 凝膠電解質(zhì)的制備
    5.3 電極的制備與電池組裝
    5.4 凝膠電解質(zhì)的物化性質(zhì)表征
        5.4.1 熱分析
        5.4.2 紅外光譜
        5.4.3 離子電導(dǎo)率
        5.4.4 鋰離子遷移數(shù)
        5.4.5 線性掃描伏安曲線
    5.5 凝膠電解質(zhì)在Li/LiFePO_4電池中的電化學(xué)性能
    本章小結(jié)
第六章 離子液體作為添加劑對抑制鋰枝晶的作用研究
    6.1 引言
    6.2 電解液的制備
    6.3 電極的制備與電池組裝
    6.4 電解液物化性質(zhì)表征
        6.4.1 接觸角
        6.4.2 電化學(xué)交流阻抗
    6.5 電解液在Li/Cu電池中的電化學(xué)行為分析
    本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于鋰鹽的新型鋰電池電解質(zhì)研究進(jìn)展[J]. 馬國強(qiáng),蔣志敏,陳慧闖,王莉,董經(jīng)博,張建君,徐衛(wèi)國,何向明.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2018(07)
[2]鋰離子二次電池電解液研究進(jìn)展[J]. 李連成,葉學(xué)海,李星玥.  無機(jī)鹽工業(yè). 2014(09)



本文編號(hào)：3700136