金属锂电池负极材料的制备与电化学性能研究

发布时间：2021-05-17 12:30

　　锂离子电池作为最成功的商业化二次电池,已经在各个领域广泛应用。然而随着社会的高速发展,人们对储能设备能量密度的需求越来越高,传统锂离子电池已经难以满足人们的能源需求,所以研发高能量密度的二次电池至关重要。相较于石墨负极材料,金属锂有着最低的氧化还原电势（-3.04V vs标准氢电极）,超高的比容量（3860 mAh g-1）,低的密度（0.534 g cm-3）,这使得金属锂电池相较于传统锂离子电池能量密度有了极大提高。然而金属锂电池商业化还面临很多问题:金属锂由于其高还原性会与电解液发生反应导致低的库伦效率;电池充放电过程中不断暴露出新鲜的金属锂,会进一步加剧电解液消耗;金属锂在负极不均匀沉积会产生锂枝晶,刺穿隔膜,造成电池微短路,严重缩短电池寿命。本论文研究金属锂在负极的电化学行为,提出了一系列金属锂负极的保护策略,内容主要如下:（1）通过碱性溶液氧化的方法,在泡沫铜表面生长了均匀的铜氧化物纳米片阵列,增加了材料的亲锂性,降低了金属锂沉积能垒;通过辊压加强集流体内部的电场耦合,均一化集流体内部的电场分布,使金属锂在负极均匀沉积。对称电池电化学性能测试中,在电流密度5 mAh cm-... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂枝晶的成核与生长
        1.2.1 锂枝晶的成核
        1.2.2 锂枝晶的生长
    1.3 锂枝晶的抑制策略
        1.3.1 负极层面
        1.3.2 电解液层面
    1.4 本论文的选题背景和主要研究内容
    1.5 参考文献
第2章 经过辊压和表面氧化泡沫铜用作锂金属负极
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 辊压和表面氧化泡沫铜(RCOF)的制备
        2.2.2 辊压和表面氧化泡沫铜(RCOF)的化学成分及形貌表征
        2.2.3 辊压和表面氧化泡沫铜(RCOF)的电化学性能测试
        2.2.4 Comsol模拟仿真
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 RCOF的化学成分及形貌
        2.3.2 RCOF的电化学性能
    2.4 本章小结
    2.5 参考文献
第3章 亲锂铜基3D集流体实现金属锂的均匀沉积
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 亲锂铜基3D集流体的制备
        3.2.2 亲锂铜基3D集流体的化学成分及形貌表征
        3.2.3 亲锂铜基3D集流体的电化学性能测试
        3.2.4 亲锂铜基3D集流体的Comsol模拟仿真
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 亲锂铜基3D集流体的化学成分及形貌
        3.3.2 亲锂铜基3D集流体的电化学性能
        3.3.3 亲锂铜基3D集流体的Comsol模拟仿真
    3.4 本章小结
    3.5 参考文献
论文的创新点与不足之处
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
附件
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3191769