LLZO/PEO复合固体电解质的制备及其与金属锂负极的界面特性研究

发布时间：2022-01-15 02:36

　　全固态电池因具有高安全性的特点而备受关注,但无机固体电解质及聚合物固体电解质在全固态电池的实际应用时却因各自的性能差异而受到极大限制,因此,获得综合性能优异的固体电解质对发展全固态电池至关重要。本文将电场辅助烧结（FAST）制备的高致密、高离子电导率的立方相LLZO粉体作为无机填料复合到PEO聚合物固体电解质基体中,获得了室温下具有高离子电导率、电化学性能稳定的LLZO/PEO复合固体电解质,系统性研究了LLZO的含量对LLZO/PEO复合固体电解质在锂离子电导率、电化学性能、热力学性能等方面的影响。利用共聚物PEDOT-co-PEG作为金属锂负极的表面修饰层来改善其在全固态电池中的稳定性,同时将其与LiFePO₄正极材料及LLZO/PEO复合固体电解质材料组装全固态电池并对电池性能进行系统的研究。采用溶液浇铸法制备了透明且厚度均匀的LLZO/PEO复合固体电解质,并对锂离子电导率、电化学窗口、热稳定性及与金属锂稳定性进行系统研究,结果表明复合7.5wt.%LLZO时,LLZO/PEO复合固体电解质在室温下的电导率最高为5.5×10^-5S·c... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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图 1-2 锂离子电池工作原理图[2]igure 1-2 Schematic description of lithium ion batterie电反应方程式：2 1 x2LiCoO Li CoO xLi xe+ + +充电放电电反应方程式：66xC xLi xe Li C+ ++充电放电应方程式：2 1 2 66x xLiCoO C Li CoO Li C + +充电放电

造成高温等极端条件，因而存在于锂二次电池中的易燃、易爆的有发生燃烧或者爆炸的危险[3]，正是这一安全隐患的存在，锂二次电车、混合动力汽车等大型电池领域中推广应用时受到了极大的限制 全固态锂离子电池的构建果将锂二次电池的安全性能作为电池设计的首要目的，则需要设结构，即全固态锂离子电池，也就是将传统的锂二次电池中易挥发液态电解液采用固态电解质材料进行替代[4, 5]。如图 1-3 所示为全池与传统锂二次电池的结构对比图，可以看到全固态锂离子电池的结构、更小的体积以及更高的能量密度，由正极材料、负极材料材料三部分组成，其中固态电解质材料具有等同于传统锂二次电隔膜的作用，因此其不应具备导电子性能从而来阻隔正负极材料同时也需要具有良好的导锂离子性能使锂离子在全固态电池的充以自由穿梭。

【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池基础科学问题（X）——全固态锂离子电池[J]. 张舒,王少飞,凌仕刚,高健,吴娇杨,肖睿娟,李泓,陈立泉.  储能科学与技术. 2014(04)
[2]全固态锂离子电池用PEO基聚合物电解质的研究进展[J]. 赵旭东,朱文,李镜人,贾迎宾.  材料导报. 2014(07)
[3]全固态锂电池技术的研究现状与展望[J]. 许晓雄,邱志军,官亦标,黄祯,金翼.  储能科学与技术. 2013(04)



本文编号：3589725