预置固态电解质膜金属锂负极的制备及性能研究

发布时间：2024-05-11 06:58

　　相比于传统锂离子电池负极材料,金属锂具有更高的理论比容量(3860mAh/g),低的电极电位(3.04 V vs标准氢电极)。因此,金属锂负极一直被人们视为高容量储能体系的最终解决方案。然而金属锂负在实际使用过程中面临着许多的挑战。例如,由于锂离子在金属锂表面扩散能力低等原因,沉积过程中容易产生锂枝晶,容易引起电池内短路;并且随着循环的进行,固态电解质膜(solid electrolyte interface,SEI)膜重复的破碎与形成,消耗电解液,导致容量衰减。因而发展有效的金属锂负极保护技术,抑制锂枝晶的生长和稳定界面是十分必要的。本论文拟通过设计简单的工艺流程,在负极集流体表面预置了人造的SEI膜,并通过电沉积的方法获得预置SEI膜保护的金属锂负极。实验设计了制备预置固体电解质膜的方法。依次通过集流体预处理、涂膜液制备、涂膜固化、组装电池以及金属锂的电沉积等步骤,成功地制备了固态电解质膜以及预置固态电解质膜金属锂负极。制备了以MOF(UIO-66)、聚多巴胺(polydopamine,PDA)、LiF、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(lithiumbis(trifluoromethanes...

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图1-1各种电极材料的理论容量值[12]因此，以上这种情况触发了基于多离子反应的正极的开发，例如S和O2具高的理论容量[13]。然而只有与含锂负极进行匹配时，其极高的容量才能实际出来。当前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料[14]，如

图1-2锂枝晶的形成示意图

图1-2锂枝晶的形成示意图a）SEI破碎促进锂枝晶生长；（b）产生“死锂”；（c）电极基体膨胀与有效锂界面的后移基于上述失效机理，可以得出应该合理控制锂离子的沉积行为，SEI层的性质属锂的活性以及体积变化的顺序。获得理想的电化学和安全性能。通常，期

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图1-3LiPON涂层对金属锂枝晶抑制效果示意图[55]通过旋转涂布以及酸刻蚀的手段将已被广泛商用的聚制作成多孔的薄膜，并用于对金属锂负极的保护。该P解液与金属锂负极，防止其副反应的发生，从而抑制

图1-4聚多巴胺（PDA）自聚合机理示意图

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本文编号：3969690