鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品和儲(chǔ)能設(shè)備中。隨著人類需求的提升和技術(shù)的進(jìn)步,鋰離子二次電池的應(yīng)用也向著大型化、微型化以及柔性化發(fā)展,逐漸廣泛應(yīng)用于新能源電動(dòng)車、柔性皮膚、大型儲(chǔ)電站等。新需求的提出帶來了新的性能要求,尤其是安全性和能量密度等方面。隨之發(fā)展起來的全固態(tài)鋰二次電池是下一代鋰電池的發(fā)展方向。固態(tài)電解質(zhì)作為全固態(tài)電池的核心,是新一代鋰電池的關(guān)鍵。Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)固態(tài)電解質(zhì)具有較高的室溫離子電導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,這很大程度的提高了石榴石型電解質(zhì)在全固態(tài)理電池中的應(yīng)用前景。但其電導(dǎo)率較傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)還是相對偏低,如何提高電導(dǎo)率是LLZO固態(tài)電解質(zhì)能夠投入應(yīng)用的關(guān)鍵。本文以元素?fù)诫s為出發(fā)點(diǎn),進(jìn)行LLZO摻雜的工藝及機(jī)理探究。首先,探究了未摻雜LLZO工藝參數(shù)的適配性,預(yù)壓工藝獲得成型良好的電解質(zhì)片,燒結(jié)工藝獲得了性能良好的電解質(zhì)片。探究了坩堝大小對前驅(qū)體燒結(jié)的影響,前驅(qū)體XRD物相分析發(fā)現(xiàn),小坩堝能一定程度上減少鋰揮發(fā)物的揮發(fā)。然后,采用優(yōu)化的燒結(jié)工藝,制備了六組不同...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池技術(shù)
        1.2.1 鋰電池的發(fā)展簡史
        1.2.2 鋰離子電池的基本工作原理
        1.2.3 傳統(tǒng)鋰離子電池電解質(zhì)材料
    1.3 鋰離子無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)
        1.3.1 Li₃N
        1.3.2 LISICON型
        1.3.3 NASICON型
        1.3.4 鈣鈦礦型
        1.3.5 Garnet型
        1.3.6 硫化物
    1.4 石榴石型固態(tài)電解質(zhì)
    1.5 LLZO固態(tài)電解質(zhì)的研究現(xiàn)狀分析
        1.5.1 鋰離子無機(jī)固體電解質(zhì)理論計(jì)算
        1.5.2 元素?fù)诫s
        1.5.3 制備方法和工藝優(yōu)化
    1.6 國內(nèi)外研究成果簡析
    1.7 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料和方法
    2.1 試驗(yàn)儀器和材料
    2.2 LLZO的制備方法
        2.2.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作
        2.2.2 摻雜LLZO前驅(qū)體的制備
        2.2.3 摻雜LLZO塊體制備
    2.3 材料的分析方法
        2.3.1 XRD物相分析
        2.3.2 電子顯微分析
        2.3.3 理論計(jì)算基礎(chǔ)
第3章 元素?fù)诫sLLZO制備及分析
    3.1 引言
    3.2 摻雜元素的選擇
        3.2.1 尺寸效應(yīng)
        3.2.2 電負(fù)性
        3.2.3 缺陷能
    3.3 Fe元素?fù)诫sLLZO的制備及表征
        3.3.1 無摻雜LLZO工藝探究
        3.3.2 坩堝大小對LLZO前驅(qū)體的影響
        3.3.3 Fe元素?fù)诫sLLZO制備及表征
        3.3.4 Li、Zr位 Fe、Ta共摻雜LLZO工藝及性能研究
        3.3.5 Li、La位 Ga、Ba共摻雜LLZO工藝探究及機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第4章 LLZO摻雜分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 基于LAMMPS的分子動(dòng)力學(xué)
        4.2.1 模型構(gòu)建與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.2.2 分子動(dòng)力學(xué)過程與參數(shù)選擇
    4.3 Fe元素?fù)诫s分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果分析
        4.3.1 晶胞參數(shù)變化
        4.3.2 徑向分布函數(shù)分析
        4.3.3 均方位移與擴(kuò)散系數(shù)
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3776049