當(dāng)今社會面臨重大的能源和環(huán)境問題,可持續(xù)發(fā)展理念越來越受到人們的關(guān)注,開發(fā)新型能源系統(tǒng)成為實(shí)現(xiàn)這一理念的必經(jīng)之路。二次電池是解決清潔能源的地域性分布不均的常見方法,開發(fā)安全、環(huán)保以及高容量電池成為各國科學(xué)家重要的工作。由于鋰電池存在鋰資源短缺及易燃等問題,限制了鋰離子電池的發(fā)展,因此具有高容量、快速充放電、鋁資源豐富等優(yōu)點(diǎn)的鋁離子電池（AIBs）成為新的研究熱點(diǎn)。本文針對AIBs電解液進(jìn)行設(shè)計(jì),以AlC13作為A1配合物前驅(qū)體、將酰胺、鹽酸鹽和氯化銨類材料作為陽離子前驅(qū)體合成一系列AIBs電解液,并對電池的電化學(xué)性能和儲能機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究和報(bào)道,具體的研究成果如下:（1）通過將無水AlC13和己內(nèi)酰胺（CPL）按照不同摩爾比例混合制備合成離子液體作為AIBs電解液,探討了尿素（Urea）對電解液電化學(xué)性能的影響,并闡述了 AIBs的充放電機(jī)理。AlC13/CPL作為AIBs電解液展現(xiàn)的充電截止電壓高達(dá)2.7 V,電池展現(xiàn)出高容量、高穩(wěn)定性和較好的倍率性能。研究發(fā)現(xiàn)將適量的尿素添加到AlC13/CPL電解液中,AIBs的放電比容量提升幅度高達(dá)16.67-30%,提升了 AlC13/C... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１?（ａ）商業(yè)石墨ＳＥＭ圖

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??說明在電池的在充放電中穩(wěn)定性較好，氧化峰和還原峰分別位于２．３?Ｖ和１．６５?Ｖ。??圖３．５?（ｂ）是以ＡＩＣｂ／ｕｒｅａ／ＣＰＬ為電解液的ＡＩＢｓ的１０圈ＣＶ曲線圖，可以清晰??地看到第一圈的曲線和其他圈的形狀不同，這可能因?yàn)殡姵厥兹Τ浞烹姇r石墨的??微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)整所致，一圈以后的ＣＶ曲線的重合程度較高，說明充放電過程中??電池反應(yīng)的高可逆度，氧化峰位于１．９５?Ｖ和２．３５?Ｖ處，對應(yīng)的還原峰位于１．３５??Ｖ和１．８５?Ｖ處。并且隨著尿素的加入，ＡＩＢｓ的ＣＶ曲線出現(xiàn)了新的氧化還原峰，??與已發(fā)表文獻(xiàn)比較（［ＥＭＩｍ］Ｃｌ等）電解液體系的電壓窗口也提高至２．７?Ｖ，這也??是ＣＰＬ電解液體系電池容量大幅度提升的直接原因。??３?〇．８?？?５?ｍＶ?ｓ?ｂ?５?ｍＶ?ｓ＇１??Ｍｏ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ???Ｍｏ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ?／＾＼?２．０－??１?ｓｔ??ｆ。．６：二Ｓ?ｆ１－５：?—３＾??－０．４?？?，?Ｔ?，ｔ?（?，?＾?，?｜?（丨．．．．ｒ?，＿?－２?０?■?．?ｉ?■?ｉ?■?????■?ｉ?？?ｉ??０．３?０．６?０．９?１．２?１．５?１．８?２．１?２．４?２．７?０．３?０．６?０．９?１．２?１．５?１．８?２．１?２４?２７??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ?ｖｓ?ＡＩ／ＡＩ３＋）?Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ?ｖｓ?ＡＩ／ＡＩ３＊）??圖３．５ＡＩＢｓ分別以ＡＩＣｂ／ＣＰＬ?（ａ）和ＡｌＣｌ３／ｕｒｅａ／ＣＰＬ?（ｂ）為電解液測試的在掃描速度為５??ｍＶｓ“時的ＣＶ曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?３．５?ＣＶ?ｃｕｒｖ

ｃｌｅｓ，?（ｆ）?Ｃｙｃｌｉｎｇ??ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ａｔ?１０?Ａ?ｇ－１．?（ｇ）?Ｒａｔｅ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＩＣｂ／ｕｒｅａ／ＣＰＬ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｔ?５，?７，?１０，?ａｎｄ??１５?Ａ?ｇ－１．??Ｌｉ＋電池因?yàn)樵诔浞烹娧h(huán)過程中的Ｌｉ不均勻沉積而產(chǎn)生鋰枝晶現(xiàn)象，使得??電動車載鋰電池存在安全隱患，鋰枝晶是Ｌｉ＋電池領(lǐng)域一個較為重要的研究課題，??所以在本實(shí)驗(yàn)中對ＡＩＢｓ充放電循環(huán)過程中鋁負(fù)極有無枝晶現(xiàn)象的探討也是必要??的。圖３．７?（ａ）是初始鋁片的ＳＥＭ形貌圖，可以看到坑坑洼洼的不規(guī)則形貌，??圖３．７?（ｂ）是鋁片經(jīng)過１０００圈的充放電循環(huán)的ＳＥＭ圖，鋁片表面并沒有明顯的??枝晶現(xiàn)象，表明在新的電解液ＡＩＣｂ／ｕｒｅａ／ＣＰＬ體系中，ＡＩＢｓ具有較好的安全性??能。??圖３．７鋁負(fù)極的表面ＳＥＭ形貌（ａ）初始鋁片（ｂ）?ＡＩＢｓ經(jīng)過】０００圈的充放電循環(huán)后的鋁??片??Ｆｉｇｕｒｅ?３．７?Ｆｉｇｕｒｅ?Ｓ４．?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｎｏｄｅ，?（ａ）?Ｉｎｉｔｉａｌ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｆｏｉｌ，?（ｂ）??Ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｎｏｄｅ?ａｆｔｅｒ?１０００?ｃｙｃｌｅｓ?ｏｆ?ｃｈａｒｇｉｎｇ／ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ．?Ｖｏｌｔａｇｅ?ｒａｎｇｅ?ｆｒｏｍ?０．５?ｔｏ?２．７Ｖ．??為了證明鉬箔上涂布的活性材料都參與了電池充放電過程的電極反應(yīng)，將不??同質(zhì)量的商業(yè)石墨涂布在鉬箔上作為陰極，圖２．８?（ａ）是比容量－質(zhì)量圖，紅色虛??線是夾角４５?°的對照線，從圖中可以看出，隨著商業(yè)石墨質(zhì)量的增加，ＡＩＢｓ的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鉀離子電池研究進(jìn)展[J]. 張鼎,燕永旺,史文靜,趙小敏,劉世斌,王曉敏.  化工進(jìn)展. 2018(10)
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本文編號：2937069