鋰離子電池自20世紀(jì)90年代初第一次商業(yè)化以來,已被廣泛用作能量存儲裝置,例如電動車輛,無人機(jī)和便攜式電子設(shè)備。然而,由金屬氧化物正極和石墨負(fù)極組成的傳統(tǒng)鋰離子電池,由于其理論容量的固有限制而無法滿足當(dāng)前應(yīng)用的苛刻要求。最近,新興的下一代電池如,鋰金屬二次電池,全固態(tài)鋰二次電池和鋰硫電池通過使用Li金屬作為負(fù)極來解決上述挑戰(zhàn)。限制鋰金屬負(fù)極發(fā)展的問題主要有兩個:鋰枝晶的生長;循環(huán)過程中低的庫倫效率。本論文主要研究并構(gòu)筑了三維(3D)框架保護(hù)結(jié)構(gòu):表面親鋰的N摻雜的碳球(NCS)和導(dǎo)電乙炔黑(AB)的雙碳材料;珊瑚礁狀導(dǎo)電性較好的聚吡咯和機(jī)械性能較好的氧化鋅PPy/ZnO復(fù)合材料以設(shè)法緩解上述困境。內(nèi)容主要如下:(1)NCS和AB的協(xié)同作用。NCS提供大量的氮氧官能團(tuán),以此來吸附鋰離子,引發(fā)均勻的鋰沉積,抑制鋰枝晶的形成;AB構(gòu)建3D的導(dǎo)電框架,促進(jìn)反應(yīng)的動力學(xué)。這些效果的協(xié)同作用改善了電池的電化學(xué)性能,在電流密度和面積容量為1 mA cm-2,1 mAh cm-2的條件下,NCS+AB改性的銅箔可循環(huán)800圈,平均庫倫效率為98.4%。在面積容量為3.5 mA h cm-2時,電池可循...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第1章 緒論
    1.1 鋰離子電池簡介
        1.1.1 鋰離子電池概述
        1.1.2 鋰離子電池的工作原理
        1.1.3 鋰離子電池正極材料
        1.1.4 鋰離子電池負(fù)極材料
    1.2 金屬鋰二次電池
        1.2.1 引言
        1.2.2 金屬鋰二次電池的工作原理
        1.2.3 金屬鋰負(fù)極存在的問題
        1.2.4 鋰金屬負(fù)極的研究現(xiàn)狀和改性方法
    1.3 本論文的選題背景和主要研究內(nèi)容
    1.4 參考文獻(xiàn)
第2章 親鋰表面和導(dǎo)電性的雙碳材料應(yīng)用于先進(jìn)Li金屬負(fù)極:N摻雜碳球和乙炔黑
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 樣品制備
        2.2.2 樣品的結(jié)構(gòu)表征
        2.2.3 樣品的電化學(xué)測試
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 產(chǎn)物的物相和形貌表征
        2.3.2 不同循環(huán)圈數(shù)的形貌分析
        2.3.3 樣品的電化學(xué)性質(zhì)分析
    2.4 結(jié)論
    2.5 參考文獻(xiàn)
第3章 聚吡咯-氧化鋅(PPy/ZnO)有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料用于鋰金屬負(fù)極的保護(hù)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 復(fù)合材料的制備
        3.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 電化學(xué)測試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 產(chǎn)物的物相和結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 不同循環(huán)圈數(shù)的形貌分析
        3.3.3 樣品的電化學(xué)性能分析
    3.4 結(jié)論
    3.5 參考文獻(xiàn)
論文的創(chuàng)新點(diǎn)與不足之處
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附件
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3794131