體型全固態(tài)鋰電池不僅具有安全性能高,電壓窗口寬,能在極端環(huán)境(高溫、高壓等)下使用等優(yōu)點,同時由于搭載高載量的電極活性材料,有利于實現(xiàn)高能量密度的全固態(tài)鋰電池,使其擁有廣闊的應用前景。近年來,隨著對固體電解質(zhì)的研究不斷深入,固體電解質(zhì)的離子電導率穩(wěn)步提升,而全固態(tài)鋰電池中界面問題尤其是高載量電極材料內(nèi)部顆粒間的界面接觸問題,成為影響體型全固態(tài)鋰電池性能的關鍵因素。目前對于全固態(tài)鋰電池電極層與電解質(zhì)層之間界面問題研究較多,并取得了較好的成果,但是對于高載量電極材料內(nèi)部顆粒間的界面改善及機理的研究則較少。針對上述問題,本文采用低成本、可大規(guī)模生產(chǎn)的工藝——冷壓燒結(jié)法,首次系統(tǒng)地制備高載量含鋁復合電極(載量最高可達175 mg·cm-2)。通過高溫熱處理過程中融化的鋁在顆粒間孔隙的浸潤填充,改善電極材料內(nèi)部顆粒間的接觸,提升體型全固態(tài)鋰電池的電化學性能。主要研究內(nèi)容如下。首先,采用溶液澆鑄法制備(PEO)12-LiClO4固態(tài)聚合物電解質(zhì)膜。PEO聚合物電解質(zhì)膜成膜性好,制備方法簡單,具有一定柔性,能與電極表面緊密接觸。(PEO)12-LiClO4在 30 和 60℃下的離子電導率分別為 3...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 全固態(tài)鋰電池的研究進展
        1.2.1 全固態(tài)鋰電池電解質(zhì)的研究進展
        1.2.2 全固態(tài)鋰電池界面問題的研究進展
    1.3 體型全固態(tài)鋰電池
        1.3.1 體型全固態(tài)鋰電池面臨的挑戰(zhàn)
        1.3.2 體型全固態(tài)電池的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究目的與內(nèi)容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗藥品及表征
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 X-射線衍射(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 硬度測試
        2.2.4 四探針測試
    2.3 電化學性能測試
        2.3.1 交流阻抗測試(EIS)
        2.3.2 線性掃描伏安法(LSV)
        2.3.3 充放電測試
第3章 PEO基聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 PEO及PEO-LLZO復合聚合物電解質(zhì)(CPE)的制備
        3.2.2 電化學性能測試
        3.2.3 鋰離子電池及固態(tài)鋰電池LTO/PEO/Li的封裝
    3.3 實驗結(jié)果及分析
        3.3.1 PEO聚合物電解質(zhì)
        3.3.2 PEO-LLZO復合聚合物電解質(zhì)(CPE)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高載量負極的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 LTO-Al負極的制備
        4.2.2 全固態(tài)鋰電池的裝配
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 溫度對LTO-Al負極的影響
        4.3.2 Al含量對LTO-Al負極的影響
        4.3.3 熱處理時間對LTO-Al負極的影響
        4.3.4 極片載量對LTO-A1負極的影響
        4.3.5 LTO-Al/PEO/Li全固態(tài)鋰電池的性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高載量正極的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 高載量正極片的制備
        5.2.2 復合正極片/PEO/Li全固態(tài)電池的裝配
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 高載量LFP-A1復合正極的研究
        5.3.2 高載量NCM523-Al復合正極的研究
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 進一步工作的方向
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3833657