【摘要】：如今,鋰離子電池在電動(dòng)交通工具,儲(chǔ)能等應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擁有了一席之地,但是絕大多數(shù)商用電池為液態(tài)鋰離子電池。尤其在電動(dòng)汽車(chē)行業(yè),液態(tài)鋰離子電池的安全性一直受到研究者們的關(guān)注。如今比較主流的解決方案是將液態(tài)鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)。在諸多的固態(tài)電解質(zhì)中,石榴石晶體結(jié)構(gòu)的鋰鑭鋯鉭氧(Li_(6.75)La_3Zr_(1.75)Ta_(0.25)O_(12),LLZTO)有著優(yōu)秀的電化學(xué)穩(wěn)定性和離子電導(dǎo)率,而其與聚偏氟乙烯((poly(vinylidene fluoride),PVDF)復(fù)合組成的復(fù)合聚合物固態(tài)電解質(zhì)則是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)和推動(dòng)固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的重要一環(huán)。現(xiàn)階段文獻(xiàn)報(bào)道所制備的LLZTO都是實(shí)驗(yàn)室小批量制作,LLZTO的大批量生產(chǎn)工藝仍然需要在實(shí)驗(yàn)室制備的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步研究,而LLZTO與PVDF在N-甲級(jí)吡咯烷酮溶液中混合后會(huì)發(fā)生凝膠變色的現(xiàn)象,在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)造成大量的原料與成本浪費(fèi),也會(huì)影響LLZTO與PVDF所組成的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的成膜性、離子電導(dǎo)率和電池的電化學(xué)性能。因此本文的工作主要圍繞大批量LLZTO粉體的制備和改性以及解決LLZTO與PVDF漿料凝膠變色兩方面展開(kāi),通過(guò)固相燒結(jié)法制備Al摻雜與Ta摻雜的LLZTO粉體,并對(duì)粉體的燒結(jié)制度,鋰源選擇,鋰源過(guò)量程度方面進(jìn)行系統(tǒng)性的對(duì)比研究,制備出了雜質(zhì)含量更少,更純凈的LLZTO�；贚LZTO粉體與PVDF漿料反應(yīng)凝膠變色的問(wèn)題,對(duì)LLZTO粉體進(jìn)行改性處理,通過(guò)對(duì)粘結(jié)劑進(jìn)行替換、對(duì)LLZTO粉體進(jìn)行偶聯(lián)劑包覆以及對(duì)LLZTO粉體進(jìn)行無(wú)水乙醇離心洗滌這三個(gè)方面進(jìn)行改性。并將改性前后的LLZTO粉體運(yùn)用到復(fù)合聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜的制備與固態(tài)鋰離子電池的制備中。探究LLZTO粉體改性對(duì)LLZTO陶瓷片離子電導(dǎo)率的影響、對(duì)復(fù)合聚合物固體電解質(zhì)膜的成膜性和離子電導(dǎo)率的影響以及對(duì)固態(tài)鋰離子電池的電化學(xué)性能方面的影響。結(jié)果表明對(duì)LLZTO粉體進(jìn)行偶聯(lián)劑包覆、粘結(jié)劑替換以及對(duì)LLZTO進(jìn)行無(wú)水乙醇離心洗滌確實(shí)可以解決LLZTO粉體與PVDF漿料凝膠變色的問(wèn)題,并且改善復(fù)合聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜的成膜性。但是偶聯(lián)劑包覆會(huì)降低固態(tài)電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率,并不適合運(yùn)用到固態(tài)鋰離子電池的制備中去。粘結(jié)劑的替換雖然不會(huì)降低固態(tài)電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率,但是會(huì)影響電池的電化學(xué)性能。而無(wú)水乙醇離心洗滌則可以提高LLZTO與固態(tài)電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率,并提升固態(tài)鋰離子電池的電化學(xué)性能。
【圖文】：

鋰離子電池結(jié)構(gòu)

NASICON晶體
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM912

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 邱振平;張英杰;夏書(shū)標(biāo);董鵬;;無(wú)機(jī)全固態(tài)鋰離子電池界面性能研究進(jìn)展[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2015年10期

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本文編號(hào)：2685523