金屬鋰作為新一代高比能量二次電池的重要負(fù)極材料,其具有較高的理論比容量(3860 mAh g^-1),和最負(fù)的電極電位(-3.04V vs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極)。但金屬鋰作為負(fù)極主要存在兩方面的問題:一是活潑的金屬鋰極易與電解液發(fā)生反應(yīng),引起金屬鋰和電解液的損耗,導(dǎo)致電池庫倫效率低,電池壽命短;二是金屬鋰電池在循環(huán)過程鋰的不均勻沉積/溶解導(dǎo)致鋰枝晶的產(chǎn)生和生長,帶來安全隱患。考慮到這兩方面的問題,本文從修飾金屬鋰界面膜和電極結(jié)構(gòu)兩方面來對金屬鋰負(fù)極進(jìn)行改性,達(dá)到抑制鋰枝晶生長和減少金屬鋰與電解液反應(yīng)作用,提高鋰電池的庫倫效率和循環(huán)壽命,主要做了以下三方面工作:(1)通過構(gòu)建非原位涂層(聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)和PVDF-HFP-LLZO(Li₇La₃Zr₂O₁₂))作為人工SEI膜,從物理機(jī)械和離子導(dǎo)電率兩方面來抑制鋰枝晶的生長和提高金屬鋰的循環(huán)穩(wěn)定性。兩種修飾層在醚類電解液和酯類電解液中都有良好的性能,其中PVDF-HFP-LLZO修飾層的電化學(xué)性能更好,對于無鋰極片C...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.6不同電極材料的電壓-質(zhì)量比容量圖

的目的[122]。負(fù)極屬負(fù)極的概述是世界上最輕的金屬材料，密度僅為0.59g·cm-3，并且作為負(fù)（3860mAh·g-1）和極低的氧化還原電勢（3.04Vvs.SHE），來被認(rèn)為是鋰電池負(fù)極材料中的終極目標(biāo)[11,124-126]。雖然鋰金比擬的優(yōu)勢，但是鋰金屬....

圖1.11(a)Li2S/Si基鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖；(b)不同鋰離子電池系統(tǒng)比能量對比示意圖

Li2S在25°C時的離子電導(dǎo)率從10-11Scm-1提高到了10-7Scm-1。當(dāng)Li3PS4被用作全固態(tài)聚合物電解質(zhì)時，鋰硫電池顯示出了優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能。和液態(tài)電解質(zhì)及凝膠聚合物電解質(zhì)相比，全固態(tài)電解質(zhì)有兩個主要的優(yōu)勢：(1)無泄漏、不可燃，負(fù)極鋰枝....

圖3.12含有LiODFB/EC-DMC-FEC電解液的Li-S電池自放電測試電壓-時間曲線，內(nèi)部插圖為電壓-比容量曲線

第三章鋰金屬二次電池碳酸酯類電解液研究47可能是由于LiPF6的熱穩(wěn)定性差以及在金屬鋰負(fù)極界面上形成的SEI膜不穩(wěn)定造成的[94]。如圖3.12中的插圖所示，使用LiODFB/EC-DMC-FEC電解液的Li-S電池在室溫下存儲20天前后的放電曲線基本重疊。另外，對于半放電狀態(tài)的....

圖1-2不同類型鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖[14]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-2-毋庸置疑，在不改變當(dāng)前電池結(jié)構(gòu)（如圖1-2）的前提下，正、負(fù)極電池材料比容量的大小及其放電平臺的高低均對電池能量密度的提升產(chǎn)生至關(guān)重要的影響[10]。在過去的幾十年中，鋰離子電池的電極都是采用基于傳統(tǒng)插層反應(yīng)的電極材料制備，而隨著電池技術(shù)的發(fā)展....

本文編號：3913504