體型全固態(tài)鋰電池不僅具有安全性能高,電壓窗口寬,能在極端環(huán)境(高溫、高壓等)下使用等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)由于搭載高載量的電極活性材料,有利于實(shí)現(xiàn)高能量密度的全固態(tài)鋰電池,使其擁有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái),隨著對(duì)固體電解質(zhì)的研究不斷深入,固體電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率穩(wěn)步提升,而全固態(tài)鋰電池中界面問(wèn)題尤其是高載量電極材料內(nèi)部顆粒間的界面接觸問(wèn)題,成為影響體型全固態(tài)鋰電池性能的關(guān)鍵因素。目前對(duì)于全固態(tài)鋰電池電極層與電解質(zhì)層之間界面問(wèn)題研究較多,并取得了較好的成果,但是對(duì)于高載量電極材料內(nèi)部顆粒間的界面改善及機(jī)理的研究則較少。針對(duì)上述問(wèn)題,本文采用低成本、可大規(guī)模生產(chǎn)的工藝——冷壓燒結(jié)法,首次系統(tǒng)地制備高載量含鋁復(fù)合電極(載量最高可達(dá)175 mg·cm-2)。通過(guò)高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中融化的鋁在顆粒間孔隙的浸潤(rùn)填充,改善電極材料內(nèi)部顆粒間的接觸,提升體型全固態(tài)鋰電池的電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下。首先,采用溶液澆鑄法制備(PEO)12-LiClO4固態(tài)聚合物電解質(zhì)膜。PEO聚合物電解質(zhì)膜成膜性好,制備方法簡(jiǎn)單,具有一定柔性,能與電極表面緊密接觸。(PEO)12-LiClO4在 30 和 60℃下的離子電導(dǎo)率分別為 3...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 全固態(tài)鋰電池的研究進(jìn)展
        1.2.1 全固態(tài)鋰電池電解質(zhì)的研究進(jìn)展
        1.2.2 全固態(tài)鋰電池界面問(wèn)題的研究進(jìn)展
    1.3 體型全固態(tài)鋰電池
        1.3.1 體型全固態(tài)鋰電池面臨的挑戰(zhàn)
        1.3.2 體型全固態(tài)電池的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究目的與內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及表征
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 X-射線衍射(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 硬度測(cè)試
        2.2.4 四探針測(cè)試
    2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 交流阻抗測(cè)試(EIS)
        2.3.2 線性掃描伏安法(LSV)
        2.3.3 充放電測(cè)試
第3章 PEO基聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 PEO及PEO-LLZO復(fù)合聚合物電解質(zhì)(CPE)的制備
        3.2.2 電化學(xué)性能測(cè)試
        3.2.3 鋰離子電池及固態(tài)鋰電池LTO/PEO/Li的封裝
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.1 PEO聚合物電解質(zhì)
        3.3.2 PEO-LLZO復(fù)合聚合物電解質(zhì)(CPE)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高載量負(fù)極的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 LTO-Al負(fù)極的制備
        4.2.2 全固態(tài)鋰電池的裝配
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 溫度對(duì)LTO-Al負(fù)極的影響
        4.3.2 Al含量對(duì)LTO-Al負(fù)極的影響
        4.3.3 熱處理時(shí)間對(duì)LTO-Al負(fù)極的影響
        4.3.4 極片載量對(duì)LTO-A1負(fù)極的影響
        4.3.5 LTO-Al/PEO/Li全固態(tài)鋰電池的性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高載量正極的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 高載量正極片的制備
        5.2.2 復(fù)合正極片/PEO/Li全固態(tài)電池的裝配
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 高載量LFP-A1復(fù)合正極的研究
        5.3.2 高載量NCM523-Al復(fù)合正極的研究
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 進(jìn)一步工作的方向
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3833657