近年來,便攜式和可穿戴電子設(shè)備在許多應(yīng)用領(lǐng)域引起了關(guān)注,對(duì)柔性儲(chǔ)能器件的需求也日益增加。柔性鋰離子電容器具有能量密度高、功率密度大和循環(huán)壽命長等特點(diǎn),是目前備受關(guān)注的一種新型儲(chǔ)能器件。鈦酸鋰（LTO）作為鋰離子電容器的負(fù)極材料,對(duì)器件整體的性能起到關(guān)鍵作用。本文利用靜電噴霧沉積法（Electrostatic Spray Deposition,ESD）制備了無粘結(jié)劑的柔性鈦酸鋰電極,研究了不同基底溫度對(duì)電極形貌和電化學(xué)性能的影響,另外還通過添加十六烷基三甲基溴化銨對(duì)鈦酸鋰進(jìn)行包碳改性以提升其倍率性能,制備了氮摻雜碳包覆鈦酸鋰柔性電極。最后組裝出鋰離子電容器,測(cè)試評(píng)估了電極的實(shí)用性。所展開的研究工作和取得的主要結(jié)果如下:首先,利用靜電噴霧沉積法在碳紙上沉積LTO,制備了柔性LTO電極。對(duì)比不同溫度下焙燒不同時(shí)間獲得產(chǎn)物的XRD分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)將前驅(qū)物在700℃下保溫6 h可以得到純相LTO。在靜電噴霧沉積過程中,基底溫度對(duì)LTO沉積形貌影響很大�；诇囟扔傻偷礁�,沉積產(chǎn)物層形貌由密實(shí)且表面光滑狀轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷啥嗫谞睢；诇囟冗^高時(shí)形成的沉積產(chǎn)物呈現(xiàn)互不相連的致密塊狀,導(dǎo)致電極性能的顯著下降。靜電... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２電解液消耗型ＬＴＣｓ??Ｆｉｇ．?１．２?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ?ＬＩＣｓ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???—?ｍ??＿二，６?？二?＿??圖１．２電解液消耗型ＬＴＣｓ??Ｆｉｇ．?１．２?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ?ＬＩＣｓ??（２）?“搖椅式”鋰離子傳輸型??此類型鋰離子電容器的工作原理與鋰離子電池的“搖椅式”反應(yīng)過程類似，正極一??般是可提供鋰離子的鋰插層材料如ＬｉＣ〇０２、ＬｉＭｍＣＵ等，負(fù)極為電容型活性材料。充電??時(shí)，Ｌｉ＋從正極材料中脫出進(jìn)入電解液，同時(shí)電解液里的Ｌｉ＋向負(fù)極迀移并產(chǎn)生雙電層電??容（圖１．３）。放電時(shí)，被吸附的Ｌｉ＋從負(fù)極釋放，并經(jīng)過電解液重新嵌入到正極材料中，??在整個(gè)反應(yīng)過程中電解液中的離子濃度不發(fā)生變化，只有Ｌｉ＋在正負(fù)極之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。??＋?－??？?Ｌｒ?熱??￣?ｍ??ｍｍ??圖１．３?“搖椅式”鋰離子傳輸型ＬＩＣｓ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｏｃｋｉｎｇ?ｃｈａｉｒ?Ｌｉ－ｉｏｎ?ＬＩＣｓ??￣?７?￣??

?柔性鋰離子電容器電極制備及其電化學(xué)性能研究???圖３．２為７００°Ｃ焙燒溫度下，不同保溫時(shí)間的樣品ＸＲＤ圖譜，結(jié)果表明，６?ｈ和８?ｈ??保溫時(shí)間下ＬＴＯ相更純。過長的保溫時(shí)間金紅石ＴｉＣｈ相會(huì)增多，經(jīng)分析可能是與高溫??長時(shí)間熱處理會(huì)導(dǎo)致鋰揮發(fā)有關(guān)，鋰源不足容易出現(xiàn)這種情況。當(dāng)然，保溫時(shí)間越長，??產(chǎn)物顆粒越容易增大，ＬＴＯ顆粒尺寸過大將不利于提升電化學(xué)性能，因此在７００°Ｃ焙燒??保溫６?ｈ和８?ｈ之間選擇前者作為最佳焙燒時(shí)間，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中按照這個(gè)條件進(jìn)行熱處??理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明，與溶膠－凝膠法，高溫固相法等制備ＬＴＯ類似，涉及到高溫焙燒??處理的環(huán)節(jié)，就會(huì)帶來ＬＴＯ成相問題，這是今后利用ＥＳＤ法制備ＬＴＯ應(yīng)該多加注意的??地方。??＊Ｌｉ４Ｔｉ５〇１２??＊??＼?Ｊ、?＊?＊?＊?＊?ｄ???￣＾?Ｖ???Ａ?？????Ｉ?Ａ?．?ｃ??．■?？—＾＾＾?＊—＊——＊■—￣?????Ｃ３??§??Ｉ—Ｊ?＾?ｉ?ｉ?．?．?．?ｂ??１???ａ????Ｊ、?＾?碳紙??．?■?？?■?■?■?■?ｉ?？?ｉ?？?墨?？靈?■??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??２?ｔｈｅｔａ?（ｄｅｇｒｅｅ）??圖３．２不同焙燒時(shí)間制備樣品的ＸＲＤ圖（ａ）?４ｈ；?（ｂ）?６ｈ；?（ｃ）?８ｈ：?（ｄ）?ｌＯｈ??Ｆｉｇ．?３．２?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｗｅｒｅ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｔｉｍｅ?（ａ）?４?ｈ；?（ｂ）?６?ｈ；?（


本文編號(hào)：3232056