有機(jī)液體電解質(zhì)在一定條件下會(huì)發(fā)生泄漏并燃燒,存在一定的安全隱患。用無機(jī)固體電解質(zhì)來代替有機(jī)液體電解質(zhì),可以提升電池的安全性。石榴石型固體電解質(zhì)具有較高的鋰離子電導(dǎo)率,而且具有寬電壓窗口。在眾多的石榴石型電解質(zhì)中,Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)石榴石型電解質(zhì)尤其引人注意,通過適當(dāng)?shù)膿诫s后其離子電導(dǎo)率能達(dá)到較高的水平。本文通過高溫固相法制備了 Li_7.03-2xCu_xLa_2.97Ba_0.03Zr₂O₍12_0≤x≤0.5和Li_6.3+yCu_0.35La_3-yBa_yZr₂O₁₂(0≤y≤0.05)固體電解質(zhì)。研究了固體電解質(zhì)的摻雜Cu含量、Ba含量、鋰鹽種類、鋰鹽含量、預(yù)燒溫度和燒結(jié)溫度的制備工藝及其在空氣中的穩(wěn)定性。使...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池
    1.3 固態(tài)鋰離子電池
    1.4 固體電解質(zhì)
        1.4.1 Li₃N型固體電解質(zhì)
        1.4.2 LiPON型電解質(zhì)
        1.4.3 LISICON型電解質(zhì)
        1.4.4 硫化物型電解質(zhì)
        1.4.5 NASICON型固體電解質(zhì)
        1.4.6 鈣鈦礦型固體電解質(zhì)
        1.4.7 石榴石型固體電解質(zhì)
    1.5 課題來源
    1.6 研究目的與研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 Cu,Ba摻雜Li₇La₃Zr₂O₁₂固體電解質(zhì)的制備
        2.2.1 Cu,Ba摻雜Li₇La₃Zr₂O₁₂固體電解質(zhì)制備工藝圖
        2.2.2 高溫固相法制備Cu,Ba摻雜的Li₇La₃Zr₂O₁₂固體電解質(zhì)
    2.3 固態(tài)電池的組裝
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 表征方法
        2.4.1 X射線衍射(XRD)
        2.4.2 掃描電鏡(SEM)
        2.4.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.4.4 交流阻抗(EIS)
        2.4.5 藍(lán)電電池測(cè)試系統(tǒng)(LAND電池測(cè)試系統(tǒng))
3 Cu,Ba共摻雜Li₇La₃Zr₂O₁₂固體電解質(zhì)的制備及表征
    3.1 Cu含量對(duì)Li_7.03-2xCu_xLa_2.97Ba_0.03Zr₂O₁₂的性能影響
        3.1.1 Cu含量對(duì)Li_7.03-2xCu_xLa_2.97Ba_0.03Zr₂O₁₂晶體結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.2 Cu含量對(duì)Li_7.03-2xCu_xLa_2.97Ba_0.03Zr₂O₁₂形貌的影響
        3.1.3 Cu含量對(duì)Li_7.03-2xCu_xLa_2.97Ba_0.03Zr₂O₁₂相對(duì)致密度和收縮率的影響
        3.1.4 Cu含量對(duì)Li_7.03-2xCu_xLa_2.97Ba_0.03Zr₂O₁₂離子電導(dǎo)率的影響
    3.2 Ba含量對(duì)Li_6.3+yCu_0.35La_3-yBa_yZr₂O₁₂的性能影響
        3.2.1 Ba含量對(duì)Li_6.3+yCu_0.35La_3-yBa_yZr₂O₁₂晶體結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 Ba含量對(duì)Li_6.3+yCu_0.35La_3-yBa_yZr₂O₁₂形貌的影響
        3.2.3 Ba含量對(duì)Li_6.3+yCu_0.35La_3-yBa_yZr₂O₁₂致密度和收縮率的影響
        3.2.4 Ba含量對(duì)Li_6.3+yCu_0.35La_3-yBa_yZr₂O₁₂鋰離子電導(dǎo)率的影響
    3.3 鋰鹽種類對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的性能影響
        3.3.1 鋰鹽種類對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的形貌的影響
        3.3.2 鋰鹽種類對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的致密度和收縮率的影響
        3.3.3 鋰鹽種類對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的鋰離子電導(dǎo)率的影響
    3.4 鋰鹽含量對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的性能影響
        3.4.1 鋰鹽含量對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的形貌的影響
        3.4.2 鋰鹽含量對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的相對(duì)致密度和收縮率的影響
        3.4.3 鋰鹽含量對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的鋰離子電導(dǎo)率的影響
    3.5 預(yù)燒溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的性能影響
        3.5.1 預(yù)燒溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的形貌的影響
        3.5.2 預(yù)燒溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的致密度和收縮率的影響
        3.5.3 預(yù)燒溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的鋰離子電導(dǎo)率的影響
    3.6 燒結(jié)溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的性能影響
        3.6.1 燒結(jié)溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的形貌的影響
        3.6.2 燒結(jié)溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的致密度和收縮率的影響
        3.6.3 燒結(jié)溫度對(duì)Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的鋰離子電導(dǎo)率的影響
    3.7 Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂中Cu的化合價(jià)態(tài)
    3.8 Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的化學(xué)組成
    3.9 Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的激活能
    3.10 Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的穩(wěn)性
    3.11 Li_6.33Cu_0.35La_2.97Ba(0.03)Zr₂O₁₂的光學(xué)照片
    3.12 本章小結(jié)
4 固態(tài)電池的組裝及性能測(cè)試
    4.1 C|LCLBZO|Li電池的性能測(cè)試
        4.1.1 C|LCLBZO|Li電池的恒電流充放電測(cè)試
        4.1.2 循環(huán)后固體電解質(zhì)的光學(xué)照片
    4.2 LFP|LCLBZO|Li電池的性能測(cè)試
        4.2.1 LFP|LCLBZO|Li電池的恒電流充放電測(cè)試
        4.2.2 循環(huán)后固體電解質(zhì)的光學(xué)照片
    4.3 LCO|LCLBZO|Li電池的性能測(cè)試
        4.3.1 LCO|LCLBZO|Li電池的恒電流充放電測(cè)試
        4.3.2 循環(huán)后固體電解質(zhì)的光學(xué)照片
    4.4 NCM532|LCLBZO|Li電池的性能測(cè)試
        4.4.1 NCM532|LCLBZO|Li電池的恒電流充放電測(cè)試
        4.4.2 循環(huán)后固體電解質(zhì)的光學(xué)照片
    4.5 NCM811|LCLBZO|Li電池的性能測(cè)試
        4.5.1 NCM811|LCLBZO|Li電池的恒電流充放電測(cè)試
        4.5.2 循環(huán)后固體電解質(zhì)的光學(xué)照片
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3833244