傳統(tǒng)有機(jī)體系的鋰離子電池存在能量密度低、負(fù)極鋰枝晶生長(zhǎng)和電解液易燃的問題,已經(jīng)不能滿足新能源汽車長(zhǎng)續(xù)航里程的需求,枝晶容易刺穿隔膜導(dǎo)致短路進(jìn)而點(diǎn)燃電解液引發(fā)爆炸的案例頻發(fā)。正因如此,全固態(tài)的鋰空氣電池由于其高能量密度（3500Wh/kg）,其固態(tài)電解質(zhì)可以抑制理枝晶的生長(zhǎng)而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)而受到了極大的關(guān)注。目前,全固態(tài)鋰空氣電池的研究還處在初級(jí)階段,存在固固界面不穩(wěn)定、接觸阻抗大、鋰枝晶生長(zhǎng)、空氣正極離子電導(dǎo)率低等問題。針對(duì)正極離子電導(dǎo)率低的問題,論文中使用高能球磨方法合成了 Ru02/SWCNT/LAGP（1:10:100）的復(fù)合正極材料,既可以有效催化ORR、OER反應(yīng),又保證了正極具有良好的電子和離子導(dǎo)電性;針對(duì)金屬鋰和固態(tài)電解質(zhì)界面阻抗大以及鋰枝晶生長(zhǎng)的問題,本論文中合成了 Li.5Al0.5Gei.5P3O12（LAGP,～l0-4 Scm1）固態(tài)電解質(zhì)片,用納米紙拋光處理其與鋰金屬負(fù)極接觸的一側(cè),得到了超精細(xì)的界面結(jié)構(gòu);針對(duì)界面接觸性差的問題,論文中將熔融鋰熱壓在LAGP超精細(xì)處理的一側(cè)。通過金屬鋰和電解質(zhì)界面的調(diào)控,得到了超光滑的界面結(jié)構(gòu)。此方案有效抑制了鋰枝晶在金屬鋰... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２可逆鋰－空氣電池原理圖［２丨??

固態(tài)鋰－空氣電池中，包括由陶瓷或有機(jī)物構(gòu)成的固態(tài)電解質(zhì)能夠進(jìn)行Ｌｉ＋的??傳輸且有寬的電化學(xué)窗口。Ｋｕｍａｒ［７］首次報(bào)道了固態(tài)的鋰－空氣電池，由鋰金屬負(fù)??極、固態(tài)電解質(zhì)和正極組成（圖１．３），正極成分為碳和電解質(zhì)粉末�，F(xiàn)己報(bào)道??的陶瓷固態(tài)鋰－空氣電池，因固態(tài)電解質(zhì)可以阻擋水或者二氧化碳與負(fù)極金屬鋰??的反應(yīng)而可以在空氣和純氧環(huán)境中工作，鑒于此，固態(tài)鋰－空氣電池正在吸引重??視并取得了很大的進(jìn)展＝???＾?０?＞???ｅ?Ｌｉ?ｍｅｔａｌ??，?（：）卜：，一?＆???ｆ?Ｌｉ０?－?Ｌｉ＋ｅ?修＇????Ｌｉ＊?—？?Ｌｉ＋?—？?Ｉ?Ｉ．?ｉ?Ｌｉ＊?—？?４?ｕ??Ａｎｏｄｅ?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｃａｔｈｏｄｅ??圖１．３固態(tài)鋰－空氣電池結(jié)構(gòu)原理圖［７］??全固態(tài)鋰－空氣電池沒有使用很容易燃燒的電解液，又可以抑制理枝晶的生??長(zhǎng)，避免因枝晶［８－１４］刺穿隔膜造成短路甚至引發(fā)爆炸的安全隱患，因此，其安??全性能相比于有機(jī)體系固體鋰－空氣電池和復(fù)合電解質(zhì)鋰－空氣性能有明顯的改??善。另外，固態(tài)電解質(zhì)可以阻擋空氣和水分，很好的保護(hù)了金屬鋰負(fù)極也使得電??池更加安全。在這種全固態(tài)的結(jié)構(gòu)中

??圖１．４鋰－空氣電池的主要技術(shù)挑戰(zhàn)［１５］??１．３?全固態(tài)鋰－空氣電池正極??Ｂｅｆｏｒｅ?Ａｆｔｅｒ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?Ａｆｔｅｒ?ｃｈａｎｇｅ?ｔｏ?４．０?Ｖ?Ａｆｔｅｒ?ｃｈａｒｇｅ?５．０?Ｖ??Ｐｃ＾ｅ＾９＾ｍｉ??２〇Ｔｍ＇＊ｒ?＾＾ｐＰ｜??ｂ：？?－＾Ｐ??人、？匕、??圖１．５空氣電極粉末的ＴＥＭ圖像。⑷和（ｂ）為放電前圖像，（ｃ）和（ｄ）為放電后的圖??像，（ｅ）和（ｆ）為充電至４．０?Ｖ的圖像，（ｇ）和（ｈ）為充電至５．０?Ｖ的圖像，（ｉ）為全固態(tài)鋰??－空氣電池機(jī)理示意圖［１６－１７］。??鋰－空氣電池中，理想的正極材料應(yīng)既可以催化氧還原反應(yīng)又可以催化氧析??出反應(yīng)，因?yàn)槠渲苯記Q定了充放電的過電位。但是，目前為止，正極材料對(duì)氧析??出催化的必要性仍不清楚。目前報(bào)道的正極材料基本都是碳或者碳支撐材料。最??近的報(bào)道表明

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2979042