相比于傳統(tǒng)鋰離子電池負(fù)極材料,金屬鋰具有更高的理論比容量(3860mAh/g),低的電極電位(3.04 V vs標(biāo)準(zhǔn)氫電極)。因此,金屬鋰負(fù)極一直被人們視為高容量儲(chǔ)能體系的最終解決方案。然而金屬鋰負(fù)在實(shí)際使用過程中面臨著許多的挑戰(zhàn)。例如,由于鋰離子在金屬鋰表面擴(kuò)散能力低等原因,沉積過程中容易產(chǎn)生鋰枝晶,容易引起電池內(nèi)短路;并且隨著循環(huán)的進(jìn)行,固態(tài)電解質(zhì)膜(solid electrolyte interface,SEI)膜重復(fù)的破碎與形成,消耗電解液,導(dǎo)致容量衰減。因而發(fā)展有效的金屬鋰負(fù)極保護(hù)技術(shù),抑制鋰枝晶的生長和穩(wěn)定界面是十分必要的。本論文擬通過設(shè)計(jì)簡單的工藝流程,在負(fù)極集流體表面預(yù)置了人造的SEI膜,并通過電沉積的方法獲得預(yù)置SEI膜保護(hù)的金屬鋰負(fù)極。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了制備預(yù)置固體電解質(zhì)膜的方法。依次通過集流體預(yù)處理、涂膜液制備、涂膜固化、組裝電池以及金屬鋰的電沉積等步驟,成功地制備了固態(tài)電解質(zhì)膜以及預(yù)置固態(tài)電解質(zhì)膜金屬鋰負(fù)極。制備了以MOF(UIO-66)、聚多巴胺(polydopamine,PDA)、LiF、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(lithiumbis(trifluoromethanes...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1各種電極材料的理論容量值

圖1-1各種電極材料的理論容量值[12]因此，以上這種情況觸發(fā)了基于多離子反應(yīng)的正極的開發(fā)，例如S和O2具高的理論容量[13]。然而只有與含鋰負(fù)極進(jìn)行匹配時(shí)，其極高的容量才能實(shí)際出來。當(dāng)前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料[14]，如

圖1-2鋰枝晶的形成示意圖

圖1-2鋰枝晶的形成示意圖a）SEI破碎促進(jìn)鋰枝晶生長；（b）產(chǎn)生“死鋰”；（c）電極基體膨脹與有效鋰界面的后移基于上述失效機(jī)理，可以得出應(yīng)該合理控制鋰離子的沉積行為，SEI層的性質(zhì)屬鋰的活性以及體積變化的順序。獲得理想的電化學(xué)和安全性能。通常，期

圖1-3LiPON涂層對(duì)金屬鋰枝晶抑制效果示意圖

圖1-3LiPON涂層對(duì)金屬鋰枝晶抑制效果示意圖[55]通過旋轉(zhuǎn)涂布以及酸刻蝕的手段將已被廣泛商用的聚制作成多孔的薄膜，并用于對(duì)金屬鋰負(fù)極的保護(hù)。該P(yáng)解液與金屬鋰負(fù)極，防止其副反應(yīng)的發(fā)生，從而抑制

圖1-4聚多巴胺（PDA）自聚合機(jī)理示意圖

圖1-4聚多巴胺（PDA）自聚合機(jī)理示意圖合物（MOF）[75]因其結(jié)構(gòu)多樣性，功能域以及電池儲(chǔ)能領(lǐng)域。UIO-66作為一種1-5），具有耐酸耐堿耐高溫的性質(zhì)，并且

本文編號(hào)：3969690