隨著安全性和能量密度的要求不斷提高,傳統(tǒng)的有機液態(tài)電解質(zhì)已經(jīng)無法滿足鋰離子電池的發(fā)展需求。固體電解質(zhì)作為有機液態(tài)電解質(zhì)的替代者,可以有效地提高電池的安全性和能量密度,因此越來越受到關(guān)注。石榴石型固體電解質(zhì)Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)由于具有較高的室溫電導率和優(yōu)秀的空氣穩(wěn)定性,已經(jīng)成為研究熱點。但是由于石榴石型固體電解質(zhì)的制備較為復雜,同時其對電極材料的界面接觸不佳,這限制了其在固態(tài)鋰離子電池中的應用。本文針對石榴石型電解質(zhì)的制備和界面問題做了相關(guān)工作,主要結(jié)果如下:用溶膠凝膠法和固相法制備了LLZO型固體電解質(zhì),探索了前驅(qū)體、燒結(jié)時間以及摻雜量對LLZO結(jié)構(gòu)的影響。其中,以固相法合成的Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂(LLZTO)具有較優(yōu)的性能,在950oC和1140oC的燒結(jié)溫度分別合成了LLZTO粉體和電解質(zhì)片,均為純立方相,LLZTO電解質(zhì)片的致密度為92%,室溫電導...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 固體電解質(zhì)概述
        1.2.1 無機固體電解質(zhì)
        1.2.2 聚合物固體電解質(zhì)
        1.2.3 有機-無機復合固體電解質(zhì)
    1.3 石榴石型固體電解質(zhì)概述
        1.3.1 石榴石型固體電解質(zhì)的制備
        1.3.2 石榴石型固體電解質(zhì)的空氣穩(wěn)定性
    1.4 石榴石基固態(tài)鋰電池面臨的界面問題
        1.4.1 正極/石榴石電解質(zhì)界面問題
        1.4.2 負極/石榴石電解質(zhì)界面問題
    1.5 本課題研究意義和內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗藥品和儀器設備
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料結(jié)構(gòu)表征技術(shù)
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 拉曼光譜分析(Raman)
        2.2.4 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 電池制備與組裝
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 電池組裝
    2.4 電化學性能測試
        2.4.1 恒流充放電測試
        2.4.2 線性循環(huán)伏安測試(LSV)
        2.4.3 電化學阻抗測試(EIS)
第三章 石榴石型固體電解質(zhì)的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 實驗方法
        3.2.1 溶膠凝膠法制備Ca、Ta雙摻雜LLCTZO粉體
        3.2.2 固相法制備Ca、Nb雙摻雜LLCZNO粉體
        3.2.3 固相法制備Ta摻雜的LLZTO粉體和陶瓷片
    3.3 實驗結(jié)果
        3.3.1 表面形貌LLCTZO電解質(zhì)結(jié)構(gòu)與形貌表征
        3.3.2 LLCZNO電解質(zhì)結(jié)構(gòu)與形貌表征
        3.3.3 LLZTO電解質(zhì)結(jié)構(gòu)與形貌表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于納米ITO中間層修飾LLZTO的固態(tài)鋰金屬電池
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
        4.2.1 立方相LLZTO固體電解質(zhì)的制備
        4.2.2 納米級氧化銦錫中間層的制備
        4.2.3 對稱電池和電池組裝
    4.3 實驗結(jié)果
        4.3.1 LLZTO電解質(zhì)的表征
        4.3.2 ITO修飾的LLZTO電解質(zhì)鋰化前后表征
        4.3.3 基于ITO修飾LLZTO的固態(tài)電池性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡介
    2 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3837604