發(fā)布時(shí)間：2024-02-27 18:25

　　本文以石榴石型電解質(zhì)陶瓷作為研究對(duì)象,分別通過(guò)引入負(fù)極界面中間層,構(gòu)建3D連通孔結(jié)構(gòu)電解質(zhì)鋰負(fù)極框架以及引入超聲促進(jìn)金屬鋰在石榴石型電解質(zhì)陶瓷表面潤(rùn)濕的方式,解決鋰固態(tài)電池中常見(jiàn)的鋰負(fù)極界面問(wèn)題。由于受到新冠疫情的影響,相應(yīng)的電化學(xué)數(shù)據(jù)并未測(cè)試,本文僅就理論上可以改善負(fù)極界面的上述三種方式的實(shí)驗(yàn)方法展開(kāi)論述。首先,為了有效改善負(fù)極金屬鋰與石榴石電解質(zhì)之間的接觸,調(diào)控充放電過(guò)程中的鋰流沉積,實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程中電池負(fù)極界面的穩(wěn)定,本文選擇在負(fù)極界面處原位引入LiF中間層。實(shí)驗(yàn)表明,利用5 M的HF對(duì)經(jīng)過(guò)9h預(yù)處理的LLZO表明進(jìn)行酸洗處理30s后,可以在保障電解質(zhì)新鮮表面受到較小的酸蝕前提下,有效清除LLZO表面雜質(zhì)并引入LiF中間層。為了構(gòu)建3D連通孔結(jié)構(gòu)電解質(zhì)作為鋰負(fù)極框架,以增大負(fù)極金屬鋰與電解質(zhì)之間的有效接觸面積,本文采用靜電紡絲的手段預(yù)先紡織出網(wǎng)狀PCL作為造孔劑。實(shí)驗(yàn)表明,在電壓5V,溫度120℃,紡絲速度30mm/s,接收距離為5mm的工藝參數(shù)下進(jìn)行靜電紡絲,可以得到直徑約為50μm左右,且單絲之間形成良好連接的網(wǎng)狀PCL。最后,本文利用Comsol Multiphysics軟件...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1鋰離子電池工作原理示意圖[2]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士論文-2-硫化物固態(tài)電解質(zhì)由于其在空氣中易吸潮、不穩(wěn)定，難于制備，因而極大限制了其研究與應(yīng)用。氧化物固態(tài)電解質(zhì)一般分為NASICON型、LISICON型、鈣鈦礦型以及石榴石型[1]。其中的石榴石型固態(tài)電解質(zhì)由于較寬的電化學(xué)窗口以及對(duì)鋰穩(wěn)定，成為了新一代鋰固態(tài)....

圖1-2傳統(tǒng)鋰離子電池引發(fā)的安全事故

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士論文-2-硫化物固態(tài)電解質(zhì)由于其在空氣中易吸潮、不穩(wěn)定，難于制備，因而極大限制了其研究與應(yīng)用。氧化物固態(tài)電解質(zhì)一般分為NASICON型、LISICON型、鈣鈦礦型以及石榴石型[1]。其中的石榴石型固態(tài)電解質(zhì)由于較寬的電化學(xué)窗口以及對(duì)鋰穩(wěn)定，成為了新一代鋰固態(tài)....

圖1-3石榴石固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)a)立方相LLZO結(jié)構(gòu)b)四方相LLZO結(jié)構(gòu)[9,10]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士論文-4-圖1-3石榴石固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)a)立方相LLZO結(jié)構(gòu)b)四方相LLZO結(jié)構(gòu)[9,10]圖1-4石榴石固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電機(jī)制a)立方相LLZO三維網(wǎng)絡(luò)中Li的排列b)立方相LLZO中Li排列成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)c)四方相LLZO中Li排列成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)Li位摻雜主要....

圖1-5LLZO摻雜元素的最穩(wěn)定摻雜位置與價(jià)態(tài)[11]

了立方相結(jié)構(gòu)的Li7-xLa3Zr2-xNbxO12陶瓷電解質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)在x=0.5時(shí)，LLZNO致密度達(dá)到96~97%，離子電導(dǎo)率達(dá)到8.39×10-4S/cm。Li[15]等人引入Ta5+同樣取代LLZO中的Zr4+進(jìn)行Zr位摻雜。通過(guò)在900℃下煅燒得到了純凈的LLZTO母粉....

本文編號(hào)：3912798