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全固态锂及镁电池的电极/电解质界面设计研究

发布时间:2024-03-21 02:28
  传统锂离子电池的性能已接近其理论值。锂金属、镁金属等金属电极具有高比容量的优点,基于此类金属负极的电池有望成为高能量密度的电池体系,但金属枝晶的不可控生长及有机电解液的使用存在难以避免的安全隐患。因此,开发具有高能量密度且高安全性能的下一代固态/准固态金属电池是未来趋势之一。这类电池的重要挑战之一是如何解决金属负极与固态电解质之间的界面问题。其中,锂金属电池存在锂金属与固态电解质界面接触差、锂枝晶不可控生长等挑战。镁电池同样存在镁金属与固态电解质界面接触差的问题;此外,镁金属独特的反应活性也易产生较高的界面阻抗。因此,合理的金属负极与固态电解质之间的界面设计是制备高性能固态/准固态金属电池的关键所在。本研究论文首先聚焦于锂金属负极与固态电解质之间的界面研究。合成了一类新颖的PIN@SN“胶水”电解质。该电解质具有良好的离子电导率(室温下为1.5×10-4S/cm)、界面润湿性(对常见的电极材料及固态电解质都可以润湿)及优异的电化学稳定性(电化学窗口为4.6V),并具有良好的粘结性(剥离强度为70190 N/cm)等优点。利用“预聚合—后固化”...

【文章页数】:96 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

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图1.3镁电池的阴极、阳极和电解质的发展示意图[22]

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图1.4镁离子电池阴极、阳极材料汇总[22]

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本文编号:3933683

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