鋰離子電池由于具有高能量密度、高功率密度、高充放電效率、長循環(huán)壽命、無記憶效應等顯著優(yōu)勢,被廣泛應用于手機、手提電腦、電動汽車等。然而,目前鋰離子電池的能量密度已經接近研究的瓶頸,難以滿足長遠發(fā)展的需求,探究新型的電極材料是鋰離子電池研究的重要方向。其中,設計高性能負極材料代替商業(yè)石墨是提升能量密度的有效方法。轉換類過渡金屬硫化物具有理論容量高、制備成本低、來源廣泛等優(yōu)勢,因此極具應用前景。然而該類材料尚需克服固有電子/離子導電率低、體積膨脹問題。金屬鋰負極具有最低氧化還原電位（-3.04 V）及高理論容量(3860 mA h g^-1),被稱為負極的“無冕之王”。但是,鋰金屬高的反應活性造成其極易與有機電解液發(fā)生副反應,產生鋰枝晶,損害負極的循環(huán)穩(wěn)定性,同時引發(fā)嚴重的安全隱患。固態(tài)電解質能夠極大提高鋰金屬負極的穩(wěn)定性及電池的安全性,從而實現(xiàn)鋰金屬電池的應用�；谝陨峡紤],本論文首先以高理論容量的硫化鉬為負極材料,通過對其固有分子結構的設計,提高材料的本征離子電導率,同時緩解體積效應;隨后,以金屬鋰為負極,通過無機填料制備聚環(huán)氧乙烷（PEO）基復合電解質,提高鋰金屬... 

【文章來源】：東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同類型電池的能量密度和功率密度對比

物替代金屬鋰致使負極電壓升高，兩極電勢差減小，影響能量密度來的二十多年，鋰離子電池經過不斷地發(fā)展與完善，其能量密度、功能等都得到大幅度的提升。為滿足能源需求，鋰-硫電池、鋰-空氣、鋰電池的開發(fā)也在持續(xù)進行[24-29]。電池工作原理電池又被稱為“搖椅式電池”，是通過鋰離子在電池內部的正負極之，從而實現(xiàn)化學能與電能之間相互轉化的電化學儲能裝置。鋰離子電，依次為正極集流體、正極、隔膜、電解液、負極、負極集流體。圖化的鋰離子電池工作原理。充電過程中，隨著電壓的不斷升高，到截子電池完成一次充電過程。此時在電池內部，鋰離子從正極材料中脫過隔膜到達并嵌入負極材料；與此同時電子由正極集流體流經外電路持電池的電荷平衡狀態(tài)。相反，放電時，電壓不斷降低，到截止電壓程。此時在電池內部，鋰離子從負極材料脫出，經過電解液擴散穿過

容量為 1675 mA h g-1；氧氣的理論比容量為 3351 mA h g-1)[31]。極材料有石墨、無定型碳、鈦酸鋰以及硅基材料。其中，石墨、工作電位低、電導性高、鋰離子擴散系數(shù)高以及體積膨脹率達 95%。電池負極分類電池負極電池自上世紀90年代已逐步實現(xiàn)商業(yè)化，搶占能源市場的大份成部分中，正/負電極材料的選擇與制備是直接影響電池性能的常見的正極材料有 LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFeO4以及三石墨碳、無定型碳和硅基材料。在近些年的不斷探究中，除努力人員也在尋求新型材料替換傳統(tǒng)石墨負極。如圖 1-3 所示，根據鋰離子電池負極材料劃分為 3 種，不同類型的負極材料可帶來不


本文編號：3028025