發(fā)布時間：2021-10-25 09:13

　　在眾多的電化學(xué)儲能技術(shù),鋰離子電池有其突出的優(yōu)勢。近年來鋰離子電池得到了廣泛的研究,已經(jīng)在人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣l(fā)展中由舉足輕重的作用。然而,目前商業(yè)化的鋰離子電池在安全性和能量密度等方面已很難滿足人類社會日益增長的能源需求。因此,迫切需要進(jìn)一步開發(fā)新型的高安全性、高能量密度、環(huán)境友好且成本低廉的電化學(xué)儲能技術(shù)。在眾多的鋰離子電池負(fù)極材料中,TiO₂基負(fù)極材料能夠有效地抑制鋰枝晶的生長,且具有充放電時體積膨脹小、廉價無毒等特點,使之成為極具潛力的石墨材料的替代物。但是,如何通過簡單有效的方法提高TiO₂的鋰離子擴(kuò)散速率和電子導(dǎo)電性,從而改善這類材料的電化學(xué)儲鋰性能是目前亟待解決的問題。另一方面,鋰硫電池作為一種新型的儲鋰技術(shù)在能量密度方面具有傳統(tǒng)鋰離子點出無可比擬的優(yōu)勢,且具有價格低廉以及環(huán)境友好等優(yōu)點,有望成為下一代高性能儲鋰技術(shù)。然而,要想獲得高性能的鋰硫電池仍需要解決正極材料導(dǎo)電性差、多硫化物穿梭效應(yīng)以及負(fù)極鋰枝晶等難題。本文分別從材料的納米結(jié)構(gòu)調(diào)控和電解液的設(shè)計改性出發(fā),通過分析電極材料與電解液對儲鋰過程的影響,深入揭示電化學(xué)儲鋰機(jī)制,從... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理示意圖

目前廣泛使用的層狀LiCoO2材料是最早實現(xiàn)商業(yè)化的鋰離子電池正極材料。如圖1.2所示，它屬于六方晶胞中的三方晶系，具有典型的層狀結(jié)構(gòu)。LiCoO2的理論比容量為 276 mAh/g，放電電壓 3.6 V。在 LiCoO2正極儲鋰材料的層狀結(jié)構(gòu)中，由于兩個氧原子之間的庫倫斥力大于它們之間的原子引力，這就導(dǎo)致了鋰離子很難在 LiCoO 中發(fā)生完全脫嵌反應(yīng)，從而導(dǎo)致了電池的實際容量只有 138 mAh/g（即 x=0.5），僅有理論比容量的一半。而當(dāng) x＞0.5

橄欖石型LiFePO4正極材料晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.3所示，屬于正交晶系，空間群是Pmnb。P 原子和 O 原子之間成鍵、組成一個四面體結(jié)構(gòu)，其中 P 原子占據(jù)四面體空隙，而 Li 原子和Fe 原子則分別占據(jù) O 原子的八面體空隙，分別形成了 LiO6和 FeO6八面體。在 ab 平面上，這些交替式排列的 FeO6、LiO6八面體和 PO4四面體共同組合形成類似腳手架式的空間結(jié)構(gòu)；而在bc 平面上，相鄰的 FeO6八面體之間則是通過共用頂點原子的方式進(jìn)行連接，形成 Z 字形排列。在 FeO6八面體之間

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬鋰二次電池鋰負(fù)極改性[J]. 高鵬,韓家軍,朱永明,張翠芬,李寧.  化學(xué)進(jìn)展. 2009(Z2)



本文編號：3457094