金屬鋰擁有超高理論比容量(3860 mA h/g)和極低電極電勢(-3.04 V vs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極電勢),被認(rèn)為是最有前景的下一代鋰電池負(fù)極材料。然而,以金屬鋰為負(fù)極的電池體系在循環(huán)過程中,高活性的金屬鋰與電解液反應(yīng)、體積形變以及枝晶的形成與生長導(dǎo)致的效率低、循環(huán)穩(wěn)定性差和安全性問題,極大地阻礙了其實際應(yīng)用。目前研究通過電解液改性、隔膜改性、金屬鋰負(fù)極直接改性以及集流體改性取得一定進展。其中集流體改性是研究的重點。然而目前引入的金屬集流體其自身質(zhì)量大,極大地降低了金屬鋰電池的能量密度。碳基集流體質(zhì)量輕,但其非親鋰的表面并不利于金屬鋰在其上形核及沉積。本論文主要通過以下方法對碳基集流體進行改性,使其在保留自身輕質(zhì)的情況下,具備親鋰特性,更有利于金屬鋰在其上形核及沉積。(1)以聚丙烯腈為原料,通過電紡、預(yù)氧化及高溫碳化得到輕質(zhì)、高氮含量的三維碳納米纖維集流體(NCNF)。其輕質(zhì)能保留金屬鋰高質(zhì)量比容量的特性。大的比表面及三維結(jié)構(gòu)能降低表面電流密度抑制枝晶形成并緩沖電極在充放電過程中的體積變化,保證了結(jié)構(gòu)的整體性。高氮含量保證了足夠多的形核位點并有效降低了金屬鋰在材料表面的形核過電位。將該高...

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【學(xué)位級別】：碩士

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本文編號：3992590