可再生清潔能源的間斷性需要高效率的能源儲(chǔ)存系統(tǒng),并且近些年來(lái)便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)的需求日益增長(zhǎng),傳統(tǒng)的鋰離子電池由于其理論能量密度有限,已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)高能量大容量電池的需求。而鋰金屬材料因其具有超高的容量(3860 m Ah g^-1),最低的電化學(xué)電位（-3.04 V）以及極小的密度(0.59 g cm^-3)被視為最具潛力的電極材料,受到廣泛的研究關(guān)注。然而,鋰枝晶生長(zhǎng)所導(dǎo)致的一系列問(wèn)題,如循環(huán)性能差,電池過(guò)熱甚至爆炸等阻礙著鋰金屬電池的發(fā)展。因此,本論文根據(jù)Chazalviel提出的空間電荷理論以及“Sand’s time”模型,設(shè)計(jì)了聚苯乙烯磺酸鋰基的單離子聚合物電解質(zhì)以及另一種具有捕獲陰離子能力的含硼基團(tuán)的單離子聚合物電解質(zhì),用以提高鋰遷移數(shù),抑制鋰枝晶生長(zhǎng)。通過(guò)熱重、紅外、電鏡等手段表征了材料的物化性能,并且測(cè)試了電化學(xué)性能以及電池循環(huán)性能。首先,采用了簡(jiǎn)單的酸堿中和反應(yīng)合成了聚苯乙烯磺酸鋰（Li PSS）,并結(jié)合聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）合成了具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的單離子聚合物電解質(zhì)（Li PSS@PMMA SIPEs）。交... 

【文章來(lái)源】：海南大學(xué)海南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰金屬電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 SEI膜
        1.2.2 鋰枝晶
    1.3 鋰金屬電池研究現(xiàn)狀
    1.4 單離子導(dǎo)體聚合物電解質(zhì)
        1.4.1 聚合物骨架
        1.4.2 有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料
        1.4.3 陰離子受體
    1.5 本論文主要研究?jī)?nèi)容及意義
    1.6 本論文的創(chuàng)新性
2 實(shí)驗(yàn)儀器與表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 傅里葉紅外光譜分析（FIIR）
        2.2.2 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.2.3 熱重（TGA）
    2.3 吸液率表征方法
    2.4 電化學(xué)表征方法
        2.4.1 離子電導(dǎo)率
        2.4.2 鋰離子遷移數(shù)
        2.4.3 電化學(xué)穩(wěn)定窗口
        2.4.4 聚合物與鋰片的界面穩(wěn)定性
        2.4.5 鋰恒流沉積/剝離充放電測(cè)試
        2.4.6 電池組裝與測(cè)試
3 Li PSS@PMMA單離子導(dǎo)體聚合物電解質(zhì)
    3.1 Li PSS@PMMA聚合物膜的合成
    3.2 Li PSS@PMMA聚合物物化性能
        3.2.1 Li PSS@PMMA聚合物合成分析
        3.2.2 Li PSS@PMMA聚合物膜的熱穩(wěn)定性分析
        3.2.3 Li PSS@PMMA聚合物膜形貌
        3.2.4 Li PSS@PMMA聚合物膜的吸液性能
    3.3 Li PSS@PMMA SIPEs的電化學(xué)性能
        3.3.1 Li PSS@PMMA SIPEs的電導(dǎo)率性能
        3.3.2 Li PSS@PMMA SIPEs的鋰離子遷移數(shù)
        3.3.3 Li PSS@PMMA SIPEs的電化學(xué)穩(wěn)定窗口
        3.3.4 鋰枝晶
        3.3.5 Li PSS@PMMA凝膠聚合物電池性能
    3.4 本章小結(jié)
4 含硼單離子導(dǎo)體聚合物電解質(zhì)
    4.1 含硼單離子導(dǎo)體聚合物電解質(zhì)（BC-SIPE）的合成
    4.2 BC-SIPE的物化性能
        4.2.1 BC-SIPE的合成分析
        4.2.2 BC-SIPE膜的熱穩(wěn)定性分析
    4.3 BC-SIPE的電化學(xué)性能
        4.3.1 BC-SIPE的離子電導(dǎo)率
        4.3.2 BC-SIPE與鋰金屬的界面穩(wěn)定性
        4.3.3 BC-SIPE的鋰遷移數(shù)
        4.3.4 BC-SIPE的電化學(xué)穩(wěn)定窗口
        4.3.5 鋰枝晶
        4.3.6 BC-SIPE電池性能
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
縮寫(xiě)表
附錄
致謝



本文編號(hào)：3159991