NASICON型固态电解质的合成和锂空气电池中的应用

发布时间：2023-08-09 15:57

　　当今社会中,基于有机电解液的传统锂离子电池,已经广泛地应用于便携式电子设备和电动汽车中。然而,由于使用了有机电解液,当锂离子电池大规模应用于电动汽车时其安全性能备受关注,同时基于锂离子嵌入/脱嵌的负极材料决定了其有限的能量密度。可充电的锂空气电池(包括水系和非水系)具有超高的理论能量密度:水系为3460Wh·kg-1,非水系为3860 Wh·kg-1,几乎可以与汽油相媲美,因此近年来受到了广泛的研究。在水系锂空气电池中,使用水稳定且隔水的锂离子导体作为隔膜,将锂金属阳极和空气极分开,防止空气极一侧的H2O、O2与锂金属反应。一般而言,非水系锂空气电池由锂金属阳极、多孔空气极和有机电解液构成。但是,溶解在有机电解液中的O2将不可避免的从空气极扩散至锂片表面与其反应,导致锂片被分解消耗。通过固态电解质保护锂金属阳极,不仅可以提高下一代电池的安全性,同时可以提升下一代电池能量密度和稳定性。NASICON结构的锂离子导体具有,较高的Li+电导率、工作温度范围大、机械强度高、空气和水分下稳定性好等优点,因而吸引了相当大的研究兴趣。我们通过柠檬酸辅助的溶胶凝胶法合成了 NASICON结构的Li1....

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言简介
    1.2 固态电解质分类
    1.3 晶体固态电解质
        1.3.1 NASICON结构离子导体
        1.3.2 钙钛矿结构离子导体
        1.3.3 石榴石结构离子导体
        1.3.4 LISICON和thio-LISICON结构离子导体
        1.3.5 硫化物玻璃陶瓷离子导体
    1.4 固态电解质电化学
    1.5 电解质工作窗口
    1.6 固态电解质标准
    1.7 本文研究意义与内容
第二章 实验方法
    2.1 结构形貌表征
    2.2 电化学测试
    2.3 水系锂空气电池
        2.3.1 电池组装
    2.4 非水系锂空气电池
        2.4.1 电池组装
        2.4.2 空气电池测试罐
第三章 NASICON结构固态电解质的合成与表征
    3.1 LATP-Epoxy片的合成与表征
        3.1.1 溶胶凝胶—流延法制备LATP片
        3.1.2 LATP片的环氧树脂改性
        3.1.3 LATP烧结工艺确定与结构表征
        3.1.4 LATP片和LATP-Epoxy片形貌表征
        3.1.5 LATP片和LATP-Epoxy片电导率及活化能的测定
    3.2 LAGTP片的合成与表征
        3.2.1 固相—流延法制备LAGTP片
        3.2.2 LAGTP结构和形貌表征
        3.2.3 LAGTP片电导率及活化能的测定
第四章 LATP-Epoxy片在锂空气电池中的应用
    4.1 水系锂空气电池
    4.2 非水系锂空电池
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
论文发表情况
致谢



本文编号：3840534