近年來,日本工業(yè)大學研究小組首次研究出了一種具有高離子電導率的電解質材料——Li₁₀GeP₂S₁₂（簡寫LGPS）,該類固態(tài)電解質電解質在室溫下具有較高的離子電導率,但是研究發(fā)現(xiàn)其結構穩(wěn)定性較差。研究表明,除LGPS結構內原子間范德華力對穩(wěn)定性有影響外,不同離子半徑和不同價態(tài)對該結構的穩(wěn)定性也有影響。因此本文通過以下幾個方面的研究來提高該電解質材料的結構穩(wěn)定性:1.通過用與Ge元素同一主族的Si和Sn四價元素來對LGPS材料中的Ge位進行摻雜,系統(tǒng)的研究摻雜后的固態(tài)電解質材料的結構穩(wěn)定性和電化學性能。Si的摻雜效果要優(yōu)于Sn的摻雜,在摻雜比例為3:7時的離子電導率最大。2.通過用與Ge元素相鄰主族的Ga三價元素來對LGPS材料中的Ge位進行摻雜,對摻雜后的固態(tài)電解質材料進行結構和電化學性能的研究。觀察到摻雜后的材料的拉曼主峰發(fā)生藍移,表明材料的結構穩(wěn)定性得到了提高。3.通過用和S元素相同的主族元素O和與S元素相鄰的主族元素Cl元素對LGPS電解質材料結構中的S元素位置進行摻雜替代,研究了摻雜替代后的材料的結構穩(wěn)定性和電解... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院西安光學精密機械研究所)陜西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國與世界的能源需求的占比

圖 1.2 時間與世界能源的研究方向Figure 1.2 time and the research direction of the world's energy1.2 鋰離子電池傳統(tǒng)的鋰離子電池結構，存在著比較嚴重的安全問題，例如在負極的枝晶問題，這主要是由于負極為金屬鋰，在長期的使用后，會容易在負極生成枝晶，嚴重的將導致電池短路。索尼在 1991 年推出了第一批鋰離子電池用以解決上述的枝晶問題[5]。相比于傳統(tǒng)的鋰離子電池，新型的鋰離子電池更加的受歡迎，這是因為這類新型電池正負極分別采用的是鈷酸鋰和石墨，這類電池在使用的過程中主要是靠鋰離子通過正負極的單純的傳輸，不像是傳統(tǒng)的鋰電池那樣，所以不會生成枝晶，這就很好的解決了傳統(tǒng)電池的嚴重的安全問題。目前，世界上鋰離子電池的使用量已經遠遠超過其他類電池，產生的經濟效益也遠遠超過預期的目標。新型鋰離子電池也將會是未來能源市場上的一個有利的競爭者和主導者，隨

圖 1.3 新型能源系統(tǒng)的循環(huán)模式igure 1.3 circulation pattern of the new energy syst的工作原理工作原理，簡單的說就是鋰離子在電池的正負極在電池內部鋰離子可以通過內部電解質傳送，這是固體，目前研究比較多的還是液體類電解質，轉化成電能的裝置[7]。電池在實際的工作中，分正負極要有一定的濃度差，以更好的驅動鋰離子極離開，經過內部電解質，逐漸向負極移動，時，電子通過外電路不斷向負極移動，最后兩者好相反，鋰離子離開負極，通過內部電解質不斷地過外電路不斷地向正極移動，最后兩者再去在正極


本文編號：3252436