現(xiàn)有商用鋰離子電池的理論能量密度(200～300 Wh kg^-1)較低,已難以滿足未來對移動(dòng)設(shè)備長續(xù)航時(shí)間的需求。近年來,具有較高理論能量密度的鋰氧氣電池(～3500 Wh kg^-1)備受研究者關(guān)注,被認(rèn)為是有望代替鋰離子電池的新型電池。然而鋰氧氣電池在發(fā)展過程中依然面臨著許多難題,例如電池倍率性能較差、充電過電位較高、電解液與碳正極的分解、鋰負(fù)極枝晶與負(fù)極腐蝕等問題。其中,鋰負(fù)極的腐蝕、穩(wěn)定性差是包括鋰氧氣電池在內(nèi)的,鋰金屬基電池發(fā)展過程中所面臨的主要問題之一。在鋰氧氣電池循環(huán)過程中,氧化還原分子或氧氣、水、二氧化碳等副反應(yīng)因子不斷穿梭并與鋰負(fù)極接觸,致使其與強(qiáng)還原性的鋰金屬發(fā)生副反應(yīng),進(jìn)而造成鋰負(fù)極腐蝕并生成副產(chǎn)物。副產(chǎn)物較差的離子電導(dǎo)率將造成電池充放電電勢差不斷升高,進(jìn)而導(dǎo)致電解液與碳正極的分解,最終引起電池過早停止,電池循環(huán)穩(wěn)定性差。現(xiàn)有解決鋰氧氣電池中鋰負(fù)極腐蝕問題的主要途徑是通過阻隔副反應(yīng)因子來保護(hù)鋰負(fù)極,以達(dá)到提升鋰氧氣電池循環(huán)穩(wěn)定性的目的。目前研究中主要使用原位SEI膜、人工SEI膜來阻隔副反應(yīng)因子。其中,無機(jī)人工SEI膜主要... 

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鋰氧電池概述
        1.2.1 鋰氧電池的定義與發(fā)展
        1.2.2 鋰氧電池的分類與工作原理
        1.2.3 有機(jī)體系鋰氧電池所面臨的主要挑戰(zhàn)
    1.3 鋰氧電池鋰負(fù)極保護(hù)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 原位固態(tài)電解質(zhì)膜
        1.3.2 鋰合金代替原有鋰負(fù)極
        1.3.3 人工SEI膜保護(hù)鋰負(fù)極
    1.4 鋰氧電池鋰負(fù)極保護(hù)目前存在的問題
    1.5 論文選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 高鋰離子含量隔膜抑制副反應(yīng)因子穿梭
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)主要試劑與儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 鋰化氧化石墨烯和聚苯乙烯磺酸鋰的制備與表征
        2.3.1 鋰化產(chǎn)物的制備
        2.3.2 鋰化產(chǎn)物的表征
    2.4 高鋰離子含量隔膜的制備與基本表征
        2.4.1 高鋰離子含量隔膜的制備
        2.4.2 高鋰離子含量隔膜的表征
    2.5 高鋰離子含量隔膜電化學(xué)性能的研究
        2.5.1 鋰離子遷移數(shù)實(shí)驗(yàn)測試
        2.5.2 鋰對稱電池極化-阻抗實(shí)驗(yàn)測試
        2.5.3 鋰碳電池循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)測試
    2.6 高鋰離子含量隔膜鋰氧電池相關(guān)性能的研究
        2.6.1 鋰氧電池充放電性能的測試與表征
        2.6.2 鋰氧電池定容循環(huán)與鋰負(fù)極的測試表征
        2.6.3 鋰氧電池定容長循環(huán)及其他體系鋰基電池測試
    2.7 本章小結(jié)
第三章 凝膠電解質(zhì)復(fù)合隔膜增強(qiáng)副反應(yīng)因子阻隔效果
    3.1 引言
    3.2 高鋰離子含量凝膠隔膜的制備與表征
        3.2.1 凝膠電解質(zhì)的制備
        3.2.2 凝膠電解質(zhì)的表征
        3.2.3 高鋰離子凝膠電解質(zhì)隔膜的制備與基本表征
    3.3 高鋰離子含量凝膠隔膜電化學(xué)性能的研究
        3.3.1 鋰離子遷移數(shù)實(shí)驗(yàn)測試
        3.3.2 凝膠隔膜鋰對稱電池極化-阻抗實(shí)驗(yàn)測試
        3.3.3 凝膠隔膜鋰碳電池循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)測試
    3.4 高鋰離子含量凝膠隔膜的鋰氧電池相關(guān)性能的研究
        3.4.1 鋰氧電池充放電性能的測試與表征
        3.4.2 鋰氧電池定容循環(huán)后鋰負(fù)極的測試與表征
        3.4.3 鋰氧電池定容長循環(huán)測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表和完成的工作
致謝



本文編號：3705762