發(fā)布時(shí)間：2024-06-11 19:18

　　金屬鋰擁有超高理論比容量(3860 mA h/g)和極低電極電勢(shì)(-3.04 V vs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極電勢(shì)),被認(rèn)為是最有前景的下一代鋰電池負(fù)極材料。然而,以金屬鋰為負(fù)極的電池體系在循環(huán)過(guò)程中,高活性的金屬鋰與電解液反應(yīng)、體積形變以及枝晶的形成與生長(zhǎng)導(dǎo)致的效率低、循環(huán)穩(wěn)定性差和安全性問(wèn)題,極大地阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。目前研究通過(guò)電解液改性、隔膜改性、金屬鋰負(fù)極直接改性以及集流體改性取得一定進(jìn)展。其中集流體改性是研究的重點(diǎn)。然而目前引入的金屬集流體其自身質(zhì)量大,極大地降低了金屬鋰電池的能量密度。碳基集流體質(zhì)量輕,但其非親鋰的表面并不利于金屬鋰在其上形核及沉積。本論文主要通過(guò)以下方法對(duì)碳基集流體進(jìn)行改性,使其在保留自身輕質(zhì)的情況下,具備親鋰特性,更有利于金屬鋰在其上形核及沉積。(1)以聚丙烯腈為原料,通過(guò)電紡、預(yù)氧化及高溫碳化得到輕質(zhì)、高氮含量的三維碳納米纖維集流體(NCNF)。其輕質(zhì)能保留金屬鋰高質(zhì)量比容量的特性。大的比表面及三維結(jié)構(gòu)能降低表面電流密度抑制枝晶形成并緩沖電極在充放電過(guò)程中的體積變化,保證了結(jié)構(gòu)的整體性。高氮含量保證了足夠多的形核位點(diǎn)并有效降低了金屬鋰在材料表面的形核過(guò)電位。將該高...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1鋰離子電池中正極材料與負(fù)極材料的電壓和理論質(zhì)量比容量[7]

圖1-1鋰離子電池中正極材料與負(fù)極材料的電壓和理論質(zhì)量比容量[7]Fig.1-1VoltageandtheoreticalspecificcapacityofcathodeandanodematerialsforLi-ionBatteries[7]儲(chǔ)....

圖1-5金屬鋰在烷基碳酸脂電解液和醚類DOL電解液中形成SEI膜示意圖

圖1-5金屬鋰在烷基碳酸脂電解液和醚類DOL電解液中形成SEI膜示意圖[30]Fig.1-5SchemeofSEIlayerformedindifferentsolvents[30]1.3研究進(jìn)展盡管金屬鋰在實(shí)際應(yīng)用中存在以上諸多問(wèn)題，但是由于以其....

圖1-10普通銅箔與包覆有中空碳微球?qū)拥你~箔在金屬鋰沉積/溶解過(guò)程示意圖

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文通過(guò)非原位的方法在集流體表面覆蓋一層鈍化層，避免金屬鋰與電解液的直接接觸，一樣可以有效保護(hù)金屬鋰負(fù)極。G.Zheng等通過(guò)在金屬鋰負(fù)極表面包覆一層單層的聯(lián)通的中空無(wú)定形碳微球?qū)�，如圖1-10所示，該保護(hù)層能將金屬鋰與電解液分隔開(kāi)，并促進(jìn)穩(wěn)定的固體電解質(zhì)相....

圖1-13鋰合金/石墨烯材料的結(jié)構(gòu)及制備流程示意圖

圖1-13鋰合金/石墨烯材料的結(jié)構(gòu)及制備流程示意圖[68]Fig.1-13SchemeofmicrostructureandfabricationprocessoftheLixM/graphenefoils[68]1.3.4.2金屬鋰電極結(jié)構(gòu)、形貌改性....

本文編號(hào)：3992590