基于生物质衍生碳材料的金属锂电池研究
发布时间：2021-11-02 11:16
锂金属电池因为其极高的能量密度而受到广泛的关注。就其负极材料锂金属而言,由于锂的不均匀沉积会产生锂枝晶引起短路,导致电池循环性能差及安全性问题。就锂金属电池中的锂硫电池而言,硫正极无需催化即可反应,是最有希望实现商业化的一类锂金属电池;但却存在着硫单质及放电产物不导电、体积变化和多硫化物穿梭效应等问题。本论文针对上述问题,进行了相应的研究工作,具体如下:1.利用天然木头的三维骨架结构,将银纳米粒子负载在碳化的三维木头孔道上,然后在其中电化学沉积足量的金属锂,成功地设计了一种在长时间电池循环过程中不产生锂枝晶的复合金属锂负极。该复合负极利用了天然木头材料所保留的结构完整且排列整齐的孔道作为骨架,有着足够的空间供锂沉积,这可以大大减小循环过程中锂负极的体积的变化。同时,银纳米粒子则由于其亲锂性而作为诱导锂沉积的种子,可以帮助锂在碳骨架的孔道之中均匀的沉积,从而避免锂枝晶的形成。半电池测试及全电池测试结果表明,负载银的复合锂负极电池循环性能最好也最稳定。其在半电池中,在电流密度为1 mA cm-2及3 mA cm-2下能分别稳定运行450 h和30...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池结构示意图
图 1-4 锂枝晶的生长模型示意图[47]Figure 1-4 the growth model of lithium dendritesBrissot and Chazalviel 等人为了量化各因素对于锂枝晶生长的影响，将桑德方程引入了其中来描述锂枝晶的生长过程，并通过一系列的研究归纳成如下的方程式。这个公式将锂枝晶的形成和一些比较关键的电池材料本征性质联系了起来。其中 τ的单位是时间，其表示的意思为电池从开始循环到出现锂枝晶的时间。对于研究者来说，自然是希望这个值越大越好，越大意味着电池内部还处于比较平稳的状态，没有出现锂
华南理工大学硕士学位论文的比较稳定的中间层膜。之后，在与锂金属接触的表面也就是如中间示意图最左边所示那样，形成以 LiF、LixC 等为主的里层膜。然后在最外面会因为进一步的电解液还原过程而生成疏松的以 LiOH、ROCO2Li 等成分为主的外层膜。SEI 膜成分的复杂性及其本身的脆弱性对于科研工作者来说是一个比较大的挑战，许多的改性研究都已经见诸报导[71-75]。
本文编号：3471880
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池结构示意图
图 1-4 锂枝晶的生长模型示意图[47]Figure 1-4 the growth model of lithium dendritesBrissot and Chazalviel 等人为了量化各因素对于锂枝晶生长的影响，将桑德方程引入了其中来描述锂枝晶的生长过程，并通过一系列的研究归纳成如下的方程式。这个公式将锂枝晶的形成和一些比较关键的电池材料本征性质联系了起来。其中 τ的单位是时间，其表示的意思为电池从开始循环到出现锂枝晶的时间。对于研究者来说，自然是希望这个值越大越好，越大意味着电池内部还处于比较平稳的状态，没有出现锂
华南理工大学硕士学位论文的比较稳定的中间层膜。之后，在与锂金属接触的表面也就是如中间示意图最左边所示那样，形成以 LiF、LixC 等为主的里层膜。然后在最外面会因为进一步的电解液还原过程而生成疏松的以 LiOH、ROCO2Li 等成分为主的外层膜。SEI 膜成分的复杂性及其本身的脆弱性对于科研工作者来说是一个比较大的挑战，许多的改性研究都已经见诸报导[71-75]。
本文编号：3471880
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