基于界面修饰的金属锂负极的改性研究

发布时间：2024-03-17 01:28

　　近年来,由于大量化石能源的开采和燃烧导致了严重的环境污染,全球温室效应也越发明显。因此,寻求能源结构转变是世界大势,风能、水能、太阳能等清洁能源受到广泛研究和关注。然而,因为这些能源大多有较为严格的地缘限制,这一点极大地阻碍了这些绿色可再生能源的大规模开发利用。开发出大能量密度且安全性好的储能装置可以解决当前发展新型能源体系地缘限制的问题。可充电的锂离子电池被认为是一种理想的储能体系,已经成功在便携式电子设备、电动汽车行业工业化。然而,由于现如今工业化应用的锂离子电池的负极为石墨,其理论比容量仅372 mAh g-1,难以满足社会对高能量密度的要求。锂金属负极由于其超高的理论比容量(3860 mAhg-1)和最低的电化学电位(-3.04V相较于标准氢电极)受到大量关注,被认为是下一代可充电电池的理想负极材料。然而,由于锂负极在连续充放电过程中界面稳定性会逐渐变差并会生成锂枝晶引发各种安全事故和循环寿命的降低等桎梏阻碍锂金属电池的商业化。所以,我们针对于提高锂金属负极的界面稳定性,对锂负极进行人工保护层的修饰。本文针对锂负极的人工保护层的构建,我们分别在锂负极表面原位生成双导电保护层和利...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?１９９１年以来锂离子电池能量密度的演变［２］??１??

池。正因如此，锂离子电池经过几十年的发展，现??如今已经在大部分领域取代了其他电池体系。然而，尽管锂电池在全球范围内的发展令??人印象深刻，但是当前商业化电池能量密度却提升幅度相对之前的电池并不显著。从??１９９１年的第一批商业化电池到现在的锂离子电池，商业电池的能量密度逐渐增加....

图１．２锂离子电池结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ??

?的普及与发展，锂离子电池的能量密度的增长速度无法满足市场日益増长的需求。研究??者展望未来的锂离子电池负极的希望是锂金属负极，因为锂金属负极的高能量密度完全??可以达到电动汽车的要求。??１．２．２锂离子电池组成??锂离子电池的主要由用于可逆脱嵌锂离子的正负极以及正负极中间的用....

图１．３锂离子电池工作原理［４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ＾??４??

－１）??负极反应：ｘＬｉ＋?＋?６Ｃ?＋?ｘｅ＿?ｅ?ＬｉｘＣ６?（１－２）??电池总反应：ＬｉＦｅＰ〇４?＋?６Ｃ?ｅ?Ｌｉｉ－ｘＦｅＰ〇４?＋?ＬｉｘＣ６?（１－３）??丨「?＝＾＝，＝－－］??ｔ?Ｊ??Ａｎｏｄｅ?Ｃａｔｈｏｄｅ??Ｃｕ?Ａｌ??ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｕｒｒ....

图１．４抑制枝晶的策略分类??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｅｎｄｒｉｔｅ?ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ??１．３．１合金化负极??

?第一章绪论???１．３锂负极改性策略概述??自金属锂作为负极的巨大优势被研宄者们注意到以来，大量锂枝晶的抑制方案被提??出，这些策略大致可分为四类［５＿８］（图１．３）。一、合金化锂负极，二、锂负极和电解质界??面的修饰、三、固态电解质，四、对负极结构重新设计。??１??图１．....

本文编号：3930306