從應(yīng)用在各種大功率的鋰離子電池的技術(shù)路線來說,首要解決的問題是電池的高安全性和高能量密度。目前早已商業(yè)化的鈷酸鋰電池和循環(huán)性能較高的磷酸鐵鋰電池能量密度分別達到了180 Wh/kg和160 Wh/kg,盡管5V鎳錳尖晶石以及三元的能量密度已經(jīng)超過220Wh/Kg的水平,但是距離2020年的標準值300Wh/kg還有一定差距。另外由于鎳錳基的熱穩(wěn)定性以及有機電解液的易造成易燃易爆等威脅,發(fā)展固態(tài)電池用固態(tài)電解質(zhì)是解決上述安全問題的切實方案,不含有機電解液的固態(tài)電池,可以完全消除鋰枝晶產(chǎn)生的微短路以及電解液的分解泄露等安全問題。電化學穩(wěn)定性較高的固態(tài)電解質(zhì),能夠和高電壓、高容量的電極材料進行匹配,從而達到能量密度以及高安全性指標。本文研究的主要內(nèi)容,以傳統(tǒng)鋰電池結(jié)構(gòu)以及技術(shù)上存在的不足問題,展開對固態(tài)電池用5V鎳錳尖晶石材料的改性研究以及對固態(tài)電解質(zhì)的制備和性能研究。我們發(fā)現(xiàn),在鎳錳酸鋰表面,包覆適量的固態(tài)電解質(zhì)鈉離子快導體磷酸鈦鋁鋰(Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃)能... 

【文章來源】：廣西科技大學廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池的工作原理示意圖

正極：Li1-xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2（負極：LixC6=6C+xLi++xe-。 （用大功率鋰電池常以 LiFePO4為正極，石墨為負極，有機電解液和有機而成。鋰電池的充電化學反應(yīng)表達式為：極反應(yīng)：LiFePO4 Li1-xFePO4+ xLi++ xe-； （極反應(yīng)：xLi++xe-+6C LixC6； （反應(yīng)式：LiFePO4+6xC Li1-xFePO4+LixC6。 （態(tài)鋰離子電池在原理上與傳統(tǒng)鋰離子電池基本相同，有相同的正負極反與之不同的是，在結(jié)構(gòu)上，固態(tài)電解質(zhì)取代了液態(tài)電解液與隔膜，在鋰導機理上，固態(tài)電解質(zhì)與液態(tài)電解液的原理不同，不同種類的固態(tài)電解機理也不盡相同。固態(tài)電解質(zhì)不僅起到隔膜的作用還能防止鋰片產(chǎn)生鋰刺穿隔膜。圖 1-2 為固態(tài)鋰離子電池的工作原理示意圖。

圖 1-3 四方相 LLZO 的結(jié)構(gòu)示意圖Figure1-3 Structural Diagram of Tetragonal LLZO表 1-2 PVDF 基無機惰性材料改性固態(tài)電解質(zhì)Table 1-2 PVDF-based Inorganic inert Materials modified solid State electrolytes性材料 溶劑 鋰鹽 離子電導率 參考文獻DMAc LiPF67.47×10-3[75]DMF LiBOB 5.76×10-6[76]CH3COOH 無 9.56×10-4[77]DMAc LiPF61.14×10-3[78]3DMF 無 9.6×10-3[79]PC 無 1.5×10-3[80]DMF LiTFSI 7×10-4[81]

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3580773