近年來(lái),金屬鋰作為高能量密度電池最理想的負(fù)極材料而備受關(guān)注。然而,鋰金屬電池庫(kù)倫效率低、體積膨脹、鋰枝晶引發(fā)的安全性和循環(huán)壽命差等問(wèn)題是導(dǎo)致其難以商業(yè)化應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。目前研究者們對(duì)此提出了許多改性方法,如設(shè)計(jì)構(gòu)建新型電極結(jié)構(gòu)、隔膜改性、電解液修飾、制備新型固態(tài)電解質(zhì)等方案。本論文針對(duì)上述鋰金屬電池存在的問(wèn)題,通過(guò)構(gòu)建高彈性模量的聚合物涂層作為人造SEI(solid electrolyte interface)膜來(lái)調(diào)控電極界面的穩(wěn)定性,并抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。論文研究?jī)?nèi)容主要包括以下三方面,具體研究結(jié)果如下:(1)在前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,以篩選的四種聚氨酯單體包括六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、4,4-二環(huán)乙基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)分別與聚丙二醇(HO-PPO₂₀₀₀-OH)進(jìn)行超交聯(lián)聚合制備聚合物涂層,并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,TDI-PPO涂層因分子鏈段有苯環(huán)等剛性基團(tuán)的加入能使其斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到500%,且熱穩(wěn)定性良好,聚合后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高,離子電導(dǎo)率提高;同時(shí)TDI-PPO因具有柔性與親...

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1儲(chǔ)能系統(tǒng)類型[2]

江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁(yè)第1章緒論1.1研究背景隨著石油、天然氣等天然能源的枯竭和所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題的日益突顯，其可持續(xù)供給與人類社會(huì)需求間的矛盾日益突出，面對(duì)環(huán)境污染和資源短缺的壓力促進(jìn)了新能源的迅猛發(fā)展，人類對(duì)可再生能源和環(huán)境友好的“新能源”需求日益增大。在實(shí)際應(yīng)用....

圖1-2鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理[11]

江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁(yè)鋰離子二次電池的容量已經(jīng)接近于極限，研究者將目光又重新轉(zhuǎn)移到鋰金屬負(fù)極電池上，未來(lái)十幾年鋰金屬電池的研究必定會(huì)占據(jù)主流。1.2.2鋰電池的工作原理鋰離子電池由正極、隔膜、電解液及負(fù)極組成。它的工作原理與“搖椅式電池”[10]的原理相似，常見(jiàn)的鋰離子....

圖1-3鋰金屬電池的特點(diǎn)和鋰金屬負(fù)極面臨的挑戰(zhàn)概述[13]

江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第5頁(yè)圖1-3鋰金屬電池的特點(diǎn)和鋰金屬負(fù)極面臨的挑戰(zhàn)概述[13]主要存在以下問(wèn)題：(1)鋰枝晶生長(zhǎng)失控，安全問(wèn)題嚴(yán)重金屬鋰在循環(huán)過(guò)程中的電極反應(yīng)本質(zhì)是溶解-沉積過(guò)程。對(duì)于金屬電沉積來(lái)說(shuō)，電極反應(yīng)包括兩個(gè)連續(xù)步驟，一是鋰離子通過(guò)電解液傳輸?shù)诫姌O表面液層，二....

圖1-4金屬鋰枝晶的不同形貌.（a）針狀[18];（b）苔蘚狀[19];（c）樹(shù)枝狀[20];(2)高反應(yīng)活性鋰金屬作為目前能量密度最高，有最負(fù)的電位[21]，這都導(dǎo)致它有較高的反應(yīng)

江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6頁(yè)圖1-4金屬鋰枝晶的不同形貌.（a）針狀[18];（b）苔蘚狀[19];（c）樹(shù)枝狀[20];(2)高反應(yīng)活性鋰金屬作為目前能量密度最高，有最負(fù)的電位[21]，這都導(dǎo)致它有較高的反應(yīng)活性，因此鋰金屬作為電池電極時(shí)使得它難以在各類電解液中穩(wěn)定存在。還....

本文編號(hào)：3907589