LLZO基固态电池正极/电解质界面改性及性质研究

发布时间：2024-06-29 12:32

　　目前,商业化锂离子二次电池中采用液态有机电解液存在着易燃烧和易爆炸的安全隐患,使用固态电解质代替有机电解液可大幅提升锂电池的安全性。无机电解质中的石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)电解质具有离子电导率高、机械性能良好、电化学窗口宽等优点。但其与电极间较差的物理接触所导致的高界面阻抗严重影响了电池的容量及循环寿命,阻碍了LLZO电解质的应用发展。为解决正极与电解质间的界面问题,本文将聚吡咯包覆在Li[Ni_0.5Mn_0.3Co_0.2]O₂(NCM)正极活性材料表面,在保证Li⁺正常传输的条件下,防止正极与电解质间副反应的发生和元素的扩散。随后优化了界面处理工艺,通过制备共烧结电解质的方式改善了正极与电解质间的接触,并引入Li₃PO₄进一步改善电池的循环性能。首先通过固相反应法制备了致密度约90%的Li_6.35La

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1锂离子电池工作原理[5]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1课题研究的背景和意义随着人类社会的发展，能源问题日趋重要。传统的化石燃料会带来温室气体排放等环境问题，同时化石燃料的不可再生特性也促使人们去发展可再生的新能源[1]。为了限制气候变化和环境污染，利用可再生能源开发全电动交通系统非....

图1-2液态锂离子电池与全固态锂离子电池结构对比图[12]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-质相比，固态电解质具有不挥发，低易燃性，良好的界面性能和易加工性等优点，用固体电解质代替液体电解质能提高电池的安全性与可靠性[8]。除了安全性好之外，一般来说，固态电解质还具有宽的温度应用范围和宽的电化学稳定窗口等优点[9,10]。同时，固态电....

图1-3室温下不同类型固体电解质的电导率[18]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-在这之中，石榴石型Li7La3Zr2O12固体电解质是用于全固态电池的中有前景的电解质，因其具有较高的锂离子电导率（高达10-3Scm-1）和宽的电化学窗口以及和锂金属接触时良好的化学稳定性而受到广泛关注[19,20]。然而，由于石榴石固体电解....

图1-4各种固态电解质材料的性能优缺点[31]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-固态电解质便受到广泛的关注。随着研究水平的发展，固态电解质也逐渐开始进入到其他研究领域并广泛使用如电化学电容器等[25]。从二十一世纪开始，固态离子技术的研究重点转移至是通过先进的表征工具来了解离子的传输机理，探索新型超离子导体，改善基于固体电....

本文编号：3997561