李怡静:三维多孔型锂离子电池负极材料的制备及全固态电池的研究论文

李怡静:三维多孔型锂离子电池负极材料的制备及全固态电池的研究论文

本文主要研究内容

作者李怡静(2019)在《三维多孔型锂离子电池负极材料的制备及全固态电池的研究》一文中研究指出:随着人们生活水平的不断提高和工业的不断发展(如:便携式电子产品、电动汽车和混合动力汽车等),人们对于可持续能源的需求日益增加,而先进的可逆电化学储能装置由于其优异的性能备受人们关注。到目前为止,锂离子电池由于其较高的比容量、优异的能量密度和较低的制造成本,在众多储能器件中占据着主导地位。然而,受锂离子电池使用的商用石墨负极影响(其最大理论容量限制在372 mA h g-1),无法满足高能量密度的需求,使得它很难应对快速增长的市场挑战。为了提高锂离子电池(LIBs)的能量密度,研究人员将具有更高比容量的先进负极材料作为研究方向之一。近几十年来,过渡金属氧化物以其理论容量大、体积膨胀适中、成本低廉等特点受到了广泛关注。MnO是用于LIBs的有前景的高容量负极材料,但原始材料的循环寿命短,倍率能力差,因此阻碍了其大规模商业化应用。此外,随着LIBs的广泛应用,其安全性受到了社会各界越来越多的重视。而固态锂金属电池因其更高的能量输出和更好的安全性能成为液态锂离子电池最具前景的替代品。在各种固体电解质中,聚合物电解质由于其潜在的优点而受到了广泛的关注,包括宽的电化学窗口、易于加工、低界面阻抗和低成本等。其中,聚(环氧乙烷)(PEO)因其在非晶相中的高度柔性的EO链段可以为锂离子提供传输的通道而被作为聚合物基质进行了广泛研究。然而,获得具有高Li离子传导性且不牺牲机械强度的PEO基固体电解质仍然是巨大的挑战。本文主要致力于三维多孔型锂离子电池负极材料的制备及全固态电池的设计,具体工作如下:1.通过简便的自模板方法制备了一种新型多孔MnO微球,该微球(3DHB-MnO@NC)用氮掺杂多孔碳连接,具有良好的分层三维网络结构。3DHB-MnO@NC电极可有效促进离子/电子转移,缓冲电化学反应过程中电极的大体积变化。作为LIBs的负极,3DHB-MnO@NC具有出色的循环性能(在200 mA g-1下90次循环后为1247.7 mA h g-1)和优异的倍率性能(在1000 mA g-1下450次循环后为949.6mA h g-1)。2.将具有低玻璃化转变温度和良好柔韧性的聚甲基氢硅氧烷(PMHS)共混到PEO中以溶液流延技术优化离子迁移。具有40%PMHS的混合电解质膜表现出高离子电导率(在80℃下2.0×10-2 S cm-1)、大电化学窗(5.2 V)、高度柔韧性和热稳定性。当组装Li/LiFePO4电池时,在60℃下提供接近140 mA h g-1(0.1 C)的可逆容量。另外,使用该聚合物电解质的电池表现出优异的稳定性。这些结果表明,我们制备的固态聚合物电解质系统能够满足下一代高能量密度全固态锂离子电池的发展要求。

Abstract

sui zhao ren men sheng huo shui ping de bu duan di gao he gong ye de bu duan fa zhan (ru :bian xie shi dian zi chan pin 、dian dong qi che he hun ge dong li qi che deng ),ren men dui yu ke chi xu neng yuan de xu qiu ri yi zeng jia ,er xian jin de ke ni dian hua xue chu neng zhuang zhi you yu ji you yi de xing neng bei shou ren men guan zhu 。dao mu qian wei zhi ,li li zi dian chi you yu ji jiao gao de bi rong liang 、you yi de neng liang mi du he jiao di de zhi zao cheng ben ,zai zhong duo chu neng qi jian zhong zhan ju zhao zhu dao de wei 。ran er ,shou li li zi dian chi shi yong de shang yong dan mo fu ji ying xiang (ji zui da li lun rong liang xian zhi zai 372 mA h g-1),mo fa man zu gao neng liang mi du de xu qiu ,shi de ta hen nan ying dui kuai su zeng chang de shi chang tiao zhan 。wei le di gao li li zi dian chi (LIBs)de neng liang mi du ,yan jiu ren yuan jiang ju you geng gao bi rong liang de xian jin fu ji cai liao zuo wei yan jiu fang xiang zhi yi 。jin ji shi nian lai ,guo du jin shu yang hua wu yi ji li lun rong liang da 、ti ji peng zhang kuo zhong 、cheng ben di lian deng te dian shou dao le an fan guan zhu 。MnOshi yong yu LIBsde you qian jing de gao rong liang fu ji cai liao ,dan yuan shi cai liao de xun huan shou ming duan ,bei lv neng li cha ,yin ci zu ai le ji da gui mo shang ye hua ying yong 。ci wai ,sui zhao LIBsde an fan ying yong ,ji an quan xing shou dao le she hui ge jie yue lai yue duo de chong shi 。er gu tai li jin shu dian chi yin ji geng gao de neng liang shu chu he geng hao de an quan xing neng cheng wei ye tai li li zi dian chi zui ju qian jing de ti dai pin 。zai ge chong gu ti dian jie zhi zhong ,ju ge wu dian jie zhi you yu ji qian zai de you dian er shou dao le an fan de guan zhu ,bao gua kuan de dian hua xue chuang kou 、yi yu jia gong 、di jie mian zu kang he di cheng ben deng 。ji zhong ,ju (huan yang yi wan )(PEO)yin ji zai fei jing xiang zhong de gao du rou xing de EOlian duan ke yi wei li li zi di gong chuan shu de tong dao er bei zuo wei ju ge wu ji zhi jin hang le an fan yan jiu 。ran er ,huo de ju you gao Lili zi chuan dao xing ju bu xi sheng ji xie jiang du de PEOji gu ti dian jie zhi reng ran shi ju da de tiao zhan 。ben wen zhu yao zhi li yu san wei duo kong xing li li zi dian chi fu ji cai liao de zhi bei ji quan gu tai dian chi de she ji ,ju ti gong zuo ru xia :1.tong guo jian bian de zi mo ban fang fa zhi bei le yi chong xin xing duo kong MnOwei qiu ,gai wei qiu (3DHB-MnO@NC)yong dan can za duo kong tan lian jie ,ju you liang hao de fen ceng san wei wang lao jie gou 。3DHB-MnO@NCdian ji ke you xiao cu jin li zi /dian zi zhuai yi ,huan chong dian hua xue fan ying guo cheng zhong dian ji de da ti ji bian hua 。zuo wei LIBsde fu ji ,3DHB-MnO@NCju you chu se de xun huan xing neng (zai 200 mA g-1xia 90ci xun huan hou wei 1247.7 mA h g-1)he you yi de bei lv xing neng (zai 1000 mA g-1xia 450ci xun huan hou wei 949.6mA h g-1)。2.jiang ju you di bo li hua zhuai bian wen du he liang hao rou ren xing de ju jia ji qing gui yang wan (PMHS)gong hun dao PEOzhong yi rong ye liu yan ji shu you hua li zi qian yi 。ju you 40%PMHSde hun ge dian jie zhi mo biao xian chu gao li zi dian dao lv (zai 80℃xia 2.0×10-2 S cm-1)、da dian hua xue chuang (5.2 V)、gao du rou ren xing he re wen ding xing 。dang zu zhuang Li/LiFePO4dian chi shi ,zai 60℃xia di gong jie jin 140 mA h g-1(0.1 C)de ke ni rong liang 。ling wai ,shi yong gai ju ge wu dian jie zhi de dian chi biao xian chu you yi de wen ding xing 。zhe xie jie guo biao ming ,wo men zhi bei de gu tai ju ge wu dian jie zhi ji tong neng gou man zu xia yi dai gao neng liang mi du quan gu tai li li zi dian chi de fa zhan yao qiu 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自东北师范大学的李怡静,发表于刊物东北师范大学2019-07-08论文,是一篇关于锂离子电池论文,自模板法论文,全固态电池论文,金属氧化物论文,聚甲基氢硅氧烷论文,东北师范大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北师范大学2019-07-08论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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