本文關(guān)鍵詞：復合電解質(zhì)及原位固態(tài)電池的研究

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【摘要】：隨著科學技術(shù)的發(fā)展特別是電動汽車的發(fā)展,人們對鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。為了發(fā)展高能量密度電池,人們對金屬鋰負極、高電壓或著高容量正極、及與之相匹配的電解液和隔膜等材料均進行了深入研究。由于固體電解質(zhì)具備不揮發(fā)、不可燃、電化學窗口寬等特點,因此固態(tài)金屬鋰電池能同時兼顧電池的高能量密度和高安全性的要求,被認為是未來鋰電池發(fā)展到終極形式。為了實現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化,金屬鋰的可控沉積、更高電導率固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)以及能夠?qū)崿F(xiàn)固態(tài)電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的方法都是需要被關(guān)注的問題。為此本論文針對金屬鋰的沉積行為、復合電解質(zhì)以及固態(tài)電池的制備展開了以下工作:1.制備了不含氣相納米二氧化硅、含氣相納米二氧化硅、含Li NO3、含Li NO3和氣相納米二氧化硅作添加劑的四種電解液;系統(tǒng)研究了納米二氧化硅材料對金屬鋰沉積行為的影響,發(fā)現(xiàn)納米二氧化硅能抑制鋰枝晶的生長,顯著提高Li/Cu電池的庫侖效率,改善了金屬鋰的沉積形貌,降低金屬鋰電池的內(nèi)阻。再加入Li NO3后,改善了氣相納米二氧化硅不能在金屬鋰表面成膜的缺陷,進一步提高了金屬鋰負極的循環(huán)性。2.將LATP電解質(zhì)和納米離子固化的準固態(tài)電解質(zhì)復合,電化學阻抗譜測試顯示復合電解質(zhì)能降低LATP晶界電阻,同時降低準固態(tài)電解質(zhì)的電解液的含量,TG和LSV測試表明復合電解質(zhì)能顯著地提高準固態(tài)電解質(zhì)的高溫穩(wěn)定性和氧化電位,說明復合電解質(zhì)具有更加優(yōu)越的電化學性能。3.由于固態(tài)電解質(zhì)的不可流動和不可浸潤性,如何利用現(xiàn)有的固態(tài)電解質(zhì)制備固態(tài)電池是固態(tài)電池發(fā)展的重點。本研究首次提出利用不飽和的硫化物電解質(zhì)溶液原位還原制備固態(tài)電池。首先從原理上證明這種方法的理論可行性,其次采用Li Co O2和Fe S2做正極,通過原位還原不飽和硫化物電解質(zhì)的方法制備出原位固化的正極,并組裝成全固態(tài)電池�；贔e S2正極的固態(tài)電池表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O646;TM912

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本文編號：1260662