金属锂复合负极的制备与性能研究

发布时间：2021-03-16 09:34

　　开发具有更高能量密度的二次电池是当今社会的一个“热点问题”。金属锂负极具有极高的比容量（3860 m Ah/g）,以及最低的还原电势（-3.040 V vs.标准氢电极）,被誉为能源储存界的“圣杯”。它也可以应用于具有更高能量密度的电池体系,如锂硫电池、锂氧电池等。然而,枝晶生长、趋于无限的体积变化、SEI膜的不稳定带来的低库仑效率等问题极大地限制了金属锂负极的应用。此外,由于金属锂具有极高的反应活性使得对其加工与储存需要在惰性气体保护下进行,提高了金属锂负极的生产成本。本论文研究通过诱导锂离子均匀成核的方法抑制枝晶的产生,并基于锂碳复合材料制备了一系列具有高库仑效率、高环境稳定性的负极材料。首先,将苯并三氮唑（BTA）通过N-Cu配位作用自组装于铜箔表面,制备了BTA-Cu复合物。通过DFT模拟发现,相对于Cu原子,BTA分子中的N原子对锂离子具有更好的亲和力,故BTA分子可以作为锂离子的成核剂,锂离子在N原子的诱导成核作用下均匀沉积于BTA-Cu材料表面,从而抑制了锂枝晶的产生。库仑效率测试结果表明,在1 m A/cm2的电流密度,1 m Ah/cm2的容量密度下,BTA-Cu材料... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

电池发展里程碑Fig.1-1Milestoneofbatteries

锂离子电池工作原理[10]

锂离子电池内部结构[11]

【参考文献】：
期刊论文
[1]锂电池基础科学问题（Ⅰ）——化学储能电池理论能量密度的估算[J]. 彭佳悦,祖晨曦,李泓.  储能科学与技术. 2013(01)
[2]四氢呋喃预处理对吡咯修饰金属锂电极性能的影响[J]. 吴梅芬,温兆银,刘宇.  物理化学学报. 2011(07)
[3]苯并三氮唑缓蚀剂在铜表面覆盖行为的研究[J]. 张胜涛,薛茗月,王艳波,侯保荣.  腐蚀科学与防护技术. 2006(05)



本文编号：3085827