双元共掺杂硫银锗矿型固体电解质的制备及性能研究

发布时间：2025-04-27 05:55

　　传统锂离子电池安全性,耐久性的问题日益突出。用无机固体电解质代替有机液体电解质不仅提供了广阔的电化学稳定性窗口,而且使电池更安全,更耐用,具有更高的能量密度。在无机固体电解质的各种潜在候选材料中,硫银锗矿型固体电解质Li₆PS₅X（X=Cl,Br,I）具有较高的离子电导率,良好的机械性能和宽的电化学窗口,因此被认为是最有前途的。但Li₆PS₅X（X=Cl,Br,I）还存在离子电导率仍需提高、对水氧比较敏感,对金属锂的稳定差、电解质和电极的界面不兼容等问题。针对这些问题,本论文采用双元素共掺杂改性的方法研究了如何提高硫银锗矿型固体电解质Li₆PS₅X（X=Cl,Br,I）的离子电导率和电化学稳定性,研究内容如下:（1）使用固相烧结法对硫银硫锗矿Li₆PS₅Br中Li位、S位进行Zn、O双元素掺杂,制备出不同掺杂比例的Li_6-2xZn_xPS_5-xO

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 固体电解质
        1.2.1 氧化物固体电解质
        1.2.2 硫化物固体电解质
    1.3 全固态电池
    1.4 论文的研究目的与内容
第2章 实验内容及测试表征
    2.1 实验主要原材料及设备
        2.1.1 实验原材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 试样的制备过程
        2.2.1 固相烧结法制备固体电解质
        2.2.2 复合电极材料制备
        2.2.3 全固态电池组装
    2.3 物理性能测试和表征
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 拉曼光谱(Raman)
        2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)
    2.4 电化学表征
        2.4.1 循环伏安测试(CV)
        2.4.2 交流阻抗测试(EIS)
        2.4.3 扩散活化能(Ea)的计算
        2.4.4 直流极化测试(DC)
        2.4.5 恒流充放电测试(CD)
第3章 ZnO掺杂对Li₆PS₅Br的结构和电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品的制备
        3.2.2 测试表征
        3.2.3 电化学性能测试
        3.2.4 全固态电池的组装
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Li_6-2xZn_xPS_5-xO_xBr的结构表征
        3.3.2 Li_6-2xZn_xPS_5-xO_xBr电化学性能表征
        3.3.3 全固态电池电化学性能表征
    3.4 本章小结
第4章 SiO₂掺杂对Li₆PS₅Br的结构和电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品的制备
        4.2.2 测试表征
        4.2.3 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Li_6+xP_1-xSi_xS_5-2xO_2xBr的结构表征
        4.3.2 Li_6+xP_1-xSi_xS_5-2xO_2xBr电化学性能表征
        4.3.3 全固态电池电化学性能表征
    4.4 本章小结
第5章 SnO₂掺杂对Li₆PS₅I结构和电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 样品的制备
        5.2.2 测试表征
        5.2.3 电化学性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Li_6+xP_1-xSn_xS_5-2xO_2xI的结构表征
        5.3.2 Li_6+xP_1-xSn_xS_5-2xO_2xI电化学性能表征
        5.3.3 全固态电池电化学性能表征
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：4041856