高能量密度鋰二次電池是儲能領(lǐng)域重要的發(fā)展方向,目前鋰離子電池的能量密度發(fā)展遇到了瓶頸,繼續(xù)提高電池能量密度將帶來安全問題。全固態(tài)電池由于采用不可燃以及高楊氏模量的固體電解質(zhì)替代易燃有機電解液,有望在使用金屬鋰負(fù)極提升能量密度的同時緩解甚至避免枝晶刺穿以及其他因素帶來的安全問題,成為科學(xué)及產(chǎn)業(yè)界研究的焦點。經(jīng)過幾十年研究,固體電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率已經(jīng)大幅提高,某些固體電解質(zhì)甚至已經(jīng)超過有機電解液。PEO聚合物固體電解質(zhì)由于具有高溫下鋰離子電導(dǎo)率較高,成膜性好,易加工以及與電極接觸良好等優(yōu)點,已經(jīng)制作出穩(wěn)定循環(huán)的PEO固態(tài)電池并由法國Bolloré公司實現(xiàn)商業(yè)化,應(yīng)用于電動汽車。但PEO電解質(zhì)依然存在室溫電導(dǎo)率低的缺點,必須在60-80℃使用。同時由于PEO氧化電位低,只能匹配V₂O₅或LiFePO₄等低電壓正極材料使用,嚴(yán)重限制了PEO固態(tài)電池的能量密度。為了不斷提高PEO固態(tài)電池的應(yīng)用前景,本論文針對PEO電解質(zhì)存在的缺點開展研究。首先,在PEO電解質(zhì)中復(fù)合十二烷基苯磺酸鋰以提高室溫電導(dǎo)率。然后對PEO在窗口電壓之上時的... 

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 鋰電池概述
        1.1.1 鋰電池發(fā)展歷史和基本工作原理
        1.1.2 鋰電池研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
    1.2 固態(tài)電池關(guān)鍵材料-固體電解質(zhì)
        1.2.1 無機固體電解質(zhì)
        1.2.2 聚合物基固體電解質(zhì)
    1.3 聚合物電解質(zhì)的優(yōu)勢和存在的問題
        1.3.1 聚合物電解質(zhì)的優(yōu)勢
        1.3.2 聚合物電解質(zhì)存在的問題
    1.4 聚合物固態(tài)電池的改善方法
        1.4.1 聚合物改性
        1.4.2 聚合物-電極界面修飾
    1.5 本論文選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第2章 聚環(huán)氧乙烷基固體電解質(zhì)電導(dǎo)率的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 復(fù)合電解質(zhì)膜的表征
        2.3.2 電導(dǎo)率測試
        2.3.3 電池性能測試
    2.4 小結(jié)
第3章 聚環(huán)氧乙烷基固體電解質(zhì)與正極界面穩(wěn)定性的研究
    3.1 引言
    3.2 研究方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PEO電解質(zhì)氧化行為表征
        3.3.2 PEO-鈷酸鋰界面的失效分析
        3.3.3 驗證及性能改善
    3.4 小結(jié)
第4章 穩(wěn)定的聚環(huán)氧乙烷基固體電解質(zhì)-正極界面的構(gòu)建
    4.1 引言
    4.2 研究方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 體系選擇
        4.3.2 原理驗證
        4.3.3 沉積條件優(yōu)化
    4.4 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3714034