金屬鋰由于其極高的理論比容量(3860 m A h·g^-1),被視為鋰二次電池的理想負(fù)極材料,其突出的優(yōu)勢(shì)使之被運(yùn)用到諸如鋰金屬二次電池、Li-S等電池體系中。然而,在實(shí)際應(yīng)用中鋰電池內(nèi)部存在很多尚未解決的難題,如鋰枝晶的生長(zhǎng)導(dǎo)致電池循環(huán)壽命和庫(kù)倫效率的降低、Li-S電池體系中“穿梭效應(yīng)”及其所帶來(lái)嚴(yán)重的“自放電”等問(wèn)題。本論文選擇目前應(yīng)用價(jià)值較高的石榴石型固體電解質(zhì)Li₇La₃Zr_2-xTi_xO₁₂（LLZTO）以及NASICON結(jié)構(gòu)的鋰離子導(dǎo)體Li_1+xAl_xTi_2-x（PO₄）₃（LATP）進(jìn)行研究。構(gòu)造合理的固體電解質(zhì)結(jié)構(gòu)并將其作為鋰離子傳輸?shù)耐ǖ酪约坝米麂囏?fù)極的保護(hù),可望改善鋰枝晶和“穿梭效應(yīng)”等問(wèn)題,優(yōu)化電極與電解質(zhì)之間的界面問(wèn)題,提高電池的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性。本文首先對(duì)LLZTO以及LATP無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)材料進(jìn)行制備與合成,通過(guò)物相表征以... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰金屬陽(yáng)極表面枝晶的產(chǎn)生過(guò)程圖

部分電解質(zhì)相比的離子電導(dǎo)率，從圖中可以看出在低電勢(shì)下，鍺在 L質(zhì)材料中的含量趨于降低。此外，材料中的硫化物極容易與大氣中的，產(chǎn)生有害的 H2S 氣體。前研究比較熱門的快離子導(dǎo)體材料，如（NASICON）型鋰離lxTi2 x(PO4)3（LATP），其通過(guò)較小尺寸的 Al3+陽(yáng)離子替代 Ti4+可ON 框架的單位尺寸，顯著增加 Li+電導(dǎo)率（1.3 10-3S·cm-1）[30]。而xLa0.5+xTiO3（LLTO）顯示高達(dá) 1 10-3Scm-1的電導(dǎo)率，但是在電池中低（~2 10-5S cm-1），這是由于其更高的晶界電阻[31]。應(yīng)該注意的元素的 LATP 和 LLTO 電解質(zhì)都容易被鋰金屬陽(yáng)極還原。因此，對(duì)于

而對(duì)于聚合物電解質(zhì)，PEO、PVDF 以及 PVDF-HFP 也已經(jīng)被持續(xù)研究以電池的性能。根據(jù) M.Kotobuki 等人于 2010 年的報(bào)道[33]，其研究了 LLZO 的電化學(xué)性圖1-4所示，Li/LLZO/Li電池的循環(huán)伏安圖顯示充放電反應(yīng)可逆地發(fā)生，與L任何反應(yīng)。該結(jié)果表明，可以將鋰金屬陽(yáng)極用于 LLZO 系統(tǒng)，LLZO 顆粒在上具有化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定，揭示了其作為鋰電池固體電解質(zhì)的可行性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]阻抗虛部計(jì)算聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率[J]. 趙峰,錢新明,古寧宇,董紹俊.  分析化學(xué). 2002(10)



本文編號(hào)：3372688