全固態(tài)鋰離子電池因其良好的安全性能和高理論能量密度而成為目前鋰電池發(fā)展的研究熱點(diǎn),有望取代液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池成為新一代移動(dòng)智能終端和電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能材料。然而由于固態(tài)電解質(zhì)的引入從根本上改變了鋰電池中的界面結(jié)構(gòu),原本可充分接觸的固-液界面變?yōu)楣?固界面,使得電極-電解質(zhì)界面難以充分接觸,具有更高的接觸電阻。加之多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)較低,使得現(xiàn)有的全固態(tài)電池在功率密度和循環(huán)能力等性能上無(wú)法達(dá)到預(yù)期。物質(zhì)的性能與其原子結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)相互關(guān)聯(lián),因此解析全固態(tài)電池中體相及表界面結(jié)構(gòu)的演化對(duì)于理解和設(shè)計(jì)性能更優(yōu)的全固態(tài)鋰電池具有重要意義。本論文工作發(fā)展了原位電子顯微學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)了原子尺度原位觀測(cè)鋰離子遷移及結(jié)構(gòu)演化,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了三維原子尺度原位觀測(cè)鋰離子遷移及結(jié)構(gòu)演化,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.利用聚焦離子束刻蝕技術(shù)、芯片式原位樣品臺(tái)結(jié)合高實(shí)空間分辨率球差校正電鏡在微米尺度搭建了全固態(tài)鋰離子電池,并通過(guò)原位電化學(xué)脫鋰,在全固態(tài)電池中觀測(cè)到了LiCoO₂正極材料在高電壓下鋰離子的遷移及其帶來(lái)的體相結(jié)構(gòu)演化,將原位電化學(xué)結(jié)構(gòu)表征提升至原子尺度。結(jié)果表明,由于固態(tài)電解質(zhì)中固-固... 

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 全固態(tài)電池的基本概況
    1.3 LiCoO_2 正極材料在充放電過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演化
    1.4 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4 正極材料充放電過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演化
    1.5 論文選題的依據(jù)和意義
第2章 電子顯微分析方法及原位表征技術(shù)
    2.1 電子顯微學(xué)基本原理
        2.1.1 透射電子顯微鏡的成像原理
        2.1.2 掃描透射電子顯微技術(shù)
        2.1.3 球差校正技術(shù)
    2.2 電子能量損失譜學(xué)
    2.3 原位電子顯微方法
第3章 LiCoO_2正極全固態(tài)電池原子尺度原位研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小節(jié)
第4章 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正極全固態(tài)電池三維原子尺度原位研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小節(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3671395