二次锂电池的金属锂负极研究

发布时间：2024-02-28 04:57

　　金属锂作为新一代高比能量二次电池的重要负极材料,其具有较高的理论比容量(3860 mAh g^-1),和最负的电极电位(-3.04V vs.标准氢电极)。但金属锂作为负极主要存在两方面的问题:一是活泼的金属锂极易与电解液发生反应,引起金属锂和电解液的损耗,导致电池库伦效率低,电池寿命短;二是金属锂电池在循环过程锂的不均匀沉积/溶解导致锂枝晶的产生和生长,带来安全隐患。考虑到这两方面的问题,本文从修饰金属锂界面膜和电极结构两方面来对金属锂负极进行改性,达到抑制锂枝晶生长和减少金属锂与电解液反应作用,提高锂电池的库伦效率和循环寿命,主要做了以下三方面工作:(1)通过构建非原位涂层(聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)和PVDF-HFP-LLZO(Li₇La₃Zr₂O₁₂))作为人工SEI膜,从物理机械和离子导电率两方面来抑制锂枝晶的生长和提高金属锂的循环稳定性。两种修饰层在醚类电解液和酯类电解液中都有良好的性能,其中PVDF-HFP-LLZO修饰层的电化学性能更好,对于无锂极片C...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.6不同电极材料的电压-质量比容量图

的目的[122]。负极属负极的概述是世界上最轻的金属材料，密度仅为0.59g·cm-3，并且作为负（3860mAh·g-1）和极低的氧化还原电势（3.04Vvs.SHE），来被认为是锂电池负极材料中的终极目标[11,124-126]。虽然锂金比拟的优势，但是锂金属....

图1.11(a)Li2S/Si基锂离子电池结构示意图；(b)不同锂离子电池系统比能量对比示意图

Li2S在25°C时的离子电导率从10-11Scm-1提高到了10-7Scm-1。当Li3PS4被用作全固态聚合物电解质时，锂硫电池显示出了优异的循环性能和倍率性能。和液态电解质及凝胶聚合物电解质相比，全固态电解质有两个主要的优势：(1)无泄漏、不可燃，负极锂枝....

图3.12含有LiODFB/EC-DMC-FEC电解液的Li-S电池自放电测试电压-时间曲线，内部插图为电压-比容量曲线

第三章锂金属二次电池碳酸酯类电解液研究47可能是由于LiPF6的热稳定性差以及在金属锂负极界面上形成的SEI膜不稳定造成的[94]。如图3.12中的插图所示，使用LiODFB/EC-DMC-FEC电解液的Li-S电池在室温下存储20天前后的放电曲线基本重叠。另外，对于半放电状态的....

图1-2不同类型锂离子电池的结构示意图[14]

哈尔滨工业大学工学博士学位论文-2-毋庸置疑，在不改变当前电池结构（如图1-2）的前提下，正、负极电池材料比容量的大小及其放电平台的高低均对电池能量密度的提升产生至关重要的影响[10]。在过去的几十年中，锂离子电池的电极都是采用基于传统插层反应的电极材料制备，而随着电池技术的发展....

本文编号：3913504