中国粉体网讯

基于100篇固态电池论文题目的词云

[1]南皓�?赵辰�?袁洪,卢洋,沈馨,朱高�?刘全�?黄佳�?张强.固态金属锂电池研究进展：外部压力和内部应力的影响[J/OL].化工学报:1-13

摘要:固态锂金属电池具有理论能量密度高、安全性高等优势，是极有前景的下一代储能系统。然而，固体电极与固体电解质之间有限的固–固接触严重阻碍了界面离子的传输。因此，增加外部压力是增加固–固接触及延长电池循环寿命的重要途径。同时，在充放电过程中，电极体积变化产生的内应力也将影响电池界面特性。本文通过介绍两种基本物理接触模型，结合硫化物、氧化物、聚合物电解质以及金属锂的物理性质，综述了外压和内部应力对电解质、电极及电池的影响。最后，对外压力与内应力在全固态金属锂电池中的作用进行了总结和展望、�/p>

[2]曹文�?李泉,王胜�?李文�?李泓.金属锂在固态电池中的沉积机理、策略及表征[J].物理学报,2020,69(22):113-126.

摘要:全固态金属锂电池的能量密度有望达到现有商业化锂离子电池的2�?�?且有可能从本质上解决现有液态电解质锂离子电池的安全性问�?要想实现全固态金属锂电池这一颠覆性技�?克服金属�?固态电解质界面存在的副反应严重、界面接触差、锂枝晶生长等一系列挑战至关重要.本文探讨了金属锂在有机、无机固态电解质中的沉积机理及其控制策略,以及金属锂负极的表征手段�?为固态锂电池的实用化研究提供了建�?在固态电池中,电解质与负极之间�?固接触不良、缺陷、晶界、裂纹、孔隙、尖端附近较强的电场以及固态电解质自身的电子电导都可导致金属锂沉积,进而演变成锂枝�?针对这些诱因,可以通过提高固态电解质的机械强�?增大并改善固态电解质和负极的界面接触,减少固态电解质内部及表面的缺陷、杂质和孔隙,限制固态电解质内部的阴离子运动,诱导锂的均匀沉积,修复不均匀沉积形成的锂枝晶等方法均匀化锂沉积.固态锂电池走向应用仍然存在诸多挑战,需要扎实的基础研究,有目标导向的设计思路和全面、系统、创新的综合解决方案.

[3]余启�?刘琦,王自�?李宝�?全固态金属锂电池负极界面问题及解决策略[J].物理学报,2020,69(22):205-223.

摘要:全固态金属锂电池有望提高当前商用锂离子电池的安全性及能量密度,被广泛认为是下一代电池的重要研发方向.其中的负�?电解质界面与电池性能紧密相连.本文将该界面存在的问题划分为静态及动态两方面,静态问题包括化学不稳定及物理接触差,体现在电池循环前的巨大阻�?动态问题包括枝晶生长及孔洞形成,体现在电池循环过程性能的快速衰退.本文就静态及动态问题的起因及其解决策略进行分析,并对高性能全固态金属锂电池的设计策略作出展�?

[4]拱越,谷林.全固态电池中界面的结构演化和物质输运[J].物理学报,2020,69(22):63-70.

摘要:全固态电池中科学问题的本质在于引入的固态电解质的特性及全新的固-固界面的存在.从构-效关系出�?�?固界面和电解质自身的结构演化与物质输运过程决定了全固态电池的性能.随着固态电解质材料研究的不断丰�?目前全固态电池中的问题主要集中在�?固界�?界面处的组成和结构限制了全固态电池的性能.根据�?固界面接触的情况不同,本文按照�?固界面物理接触、化学接触和表面改性处理这三个层次总结与讨论全固态电池中�?固界面处的结构及其物质输�?最后从功能材料功能性起源角度讨论局域对称性与宏观复杂体系下材料性能的关�?

[5]刘玉�?辛明�?丛丽�?谢海�?聚氧乙烯基聚合物固态电池的界面研究进展[J].物理学报,2020,69(22):79-98.

摘要:聚氧乙烯基聚合物固态电池具有高安全性和高能量密度的特点,极有可能成为下一代储能器�?然�?聚氧乙烯基电解质本身的电化学窗口�?极大的限制了其能量密度的进一步提�?目前适配聚氧乙烯基电解质且长循环稳定的正负极材料较少,这严重阻碍了聚氧乙烯基聚合物固态电池的广泛应用.其主要问题在于电极材料与聚氧乙烯聚合物电解质之间的负极界面和正极界面都容易发生副反应,大大地缩短了电池的循环寿�?为了抑制这些副反�?人们采取了相应的策略,取得了一定的成效.为充分理解固态电池界面处的变�?可采用各类先进表征手段对其进行研�?这将为下一步提高固态电池循环稳定性提供更科学的依�?

[6]李茜,郁亚�?张之�?王磊,黄凯.全固态锂电池的固态电解质进展与专利分析[J/OL].储能科学与技�?1-15[2020-12-15]

摘要:固态锂电池由于具有安全性高、能量密度高等优势，已成为未来锂电池发展的必经之路。其中，固态电解质作为固态电池区别于传统液态电池的核心部件，已逐渐受到各国重视。因此介绍了三类固态电解质：聚合物、氧化物和硫化物固态电解质，分析他们的最新研究进展和突出研究成果。其中，聚合物电解质具有黏弹性好、机械加工性能优、质量轻等特点。氧化物固态电解质研究时间较长，简要介绍了钙钛矿型、NASICON型、Garnet型电解质。而硫化物电解质因具有较高的离子电导率，近年来也广受关注。最后对固态电解质的专利申请进行分析，期于让读者了解不同地区固态电解质的研究水平与进展，倡议加大相关研究经费的投入，为相关企业、高校寻求相关合作提供选择与建议、�/p>

[7]黄兴�?廖松�?刘荣�?刘屹�?闵永�?锂离子电池用PEO改性聚合物固态电解质的研究进展[J].功能材料,2020,51(09):9018-9023.

摘要:随着便携式电子设备不断的发展,其核心部件电池的能量密度和安全性越来越受到人们的关注。固态电池可避免使用安全系数较差的有机液态电解液及易燃的聚烯烃隔�?具有高能量密度和高安全性等特征,因而被称为下一代锂离子电池。固态电池的核心技术在于开发离子电导率高、不易燃、强韧性好、环境友好型的新型固态电解质,其中PEO基聚合物电解质属于新型固态电解质中的一种。概述了PEO基聚合物电解质的研究进展,并对PEO基聚合物固态电解质提出了展望、�/p>

[8]梁宇�?范丽�?固态锂电池中的机械力学失效及解决策略[J].物理学报,2020,69(22):17-32.

摘要:固态锂电池中电极材料与固态电解质的力学性能对于电池的机械稳定性有重要影响,如果电池内部的应力超过材料的强度,则会在固态电池内部发生不同规模、不同组分的机械力学失效,从而严重恶化电池的电化学性能.本文从提高固态电池机械稳定性的角度出发,阐述了固态电池中各组分的力学性能对固态电池机械稳定性的影响,并分析了影响材料力学性能的因�?另外,固态锂电池在电池充放电过程中出现的机械力学失效问题,包括电极材料/电解质的破裂/断裂、电极与电解质的接触损失以及由于锂枝晶引发的电池短路�?也在综述中被讨论.最�?总结了目前解决固态锂电池中机械力学失效的一些常用策�?并对未来该领域的研究方向进行了展�?本文讨论的固态锂电池中的机械力学失效以及解决策略将有助于研究人员构筑高能量密度、长寿命、更安全的固态锂电池.

[9]贾政�?张学�?钱明�?耿林,熊岳�?全固态锂硫电池中界面问题的研究现状[J/OL].材料导报,2021(09):1-24

摘要:由于锂金属负极的高理论比容量和固态电解质的高安全性，全固态锂硫电池越来越受到研究者的青睐。与液态锂硫电池相比，全固态锂硫电池最大的不同在于使用固态电解质替换了液态电解质。固态电解质材料不可燃，因此有着更高的安全性，此外，经过优化处理后的固态电解质有着足够的机械强度，可以有效的抑制锂枝晶的产生。同时在产品的制备和运输方面，全固态电池也有着更大的优势。然而，全固态电池中存在着大量的固固界面，这些固固界面会导致在循环过程中产生界面电阻，体积畸变等一系列问题，制约了全固态锂硫电池的商业应用。因此，研究工作者们近年来对固固界面进行了广泛的研究，不断改进制备工艺，表征界面变化过程，并对离子迁移路径进行了模拟和验证。目前，全固态锂硫电池已经有部分投入了商业应用。全固态锂硫电池主要包括含硫正极，锂金属负极和固态电解质，而固态电解质主要分为无极固态电解质和有机固态电解质两大类。因此，对于固态电解质界面的研究也可以分为两大类，一类是固态电解质内部界面，包括无机电解质与无机电解质之间的界面或者无机与有机电解质之间的界面，该界面主要对离子导率有着重要影响。另一类主要包括固态电解质与正负极之间的界面，对电池的化学稳定性、体积稳定性和离子导率等均存在较大的影响。近年来，研究者发现通过改变混合方法、粒径、多孔基体和体积压力等方法能够有效改善界面。并且随着表征技术的发展，越来越多的原位界面表征技术能够更加直观的展现界面的变化状态，为进一步的改进提供支持。本文系统性地综述了全固态锂硫电池的内、外界面存在的问题和研究现状，并探讨了全固态锂硫电池未来的发展趋势和研究重点，以期为制备稳定、高性能的全固态锂硫电池提供参考、�/p>

[10]赵宁,穆爽,郭向�?石榴石型固态锂电池中的物理问题[J].物理学报,2020,69(22):187-204.

摘要:采用固体电解质的固态锂电池具有实现高能量密度和高安全性的潜力,在新能源汽车和可穿戴电子设备领域的应用大有可�?石榴石型Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)固体电解质具有高离子电导率和对锂稳定等特�?是当下最受人瞩目的固体电解质材料之一.本文从物理的角度,探讨热力学和动力学两种因素对LLZO电化学稳定性的影响,离子界面输运机理及其在陶瓷和复合电解质中的应�?针对固态锂电池突出的界面问�?从界面匹配、电荷转移、体积应变、热量传递等方面,讨论固态锂电池循环寿命和实际安全�?给出构建理想界面的关键因�?最�?从电极、电解质和电池结构设计等方面分析如何构建高能量密度的固态锂电池电芯.本文希望通过对LLZO最新理论和实验研究成果的分析总结,阐明石榴石型固态锂电池中的关键物理问题,为高性能固态锂电池的发展提供依�?

[11]金英�?李栋,贾政�?熊岳�?用于全固态锂电池的有�?无机复合电解质[J].原子与分子物理学�?2020,37(06):958-973.

摘要:固态电解质被认为是解决传统液态锂金属电池安全隐患和循环性能的关键材�?但仍然存在离子电导率�?界面兼容性差等问�?设计兼顾力学性能、离子电导率和电化学窗口的有�?无机复合型固态电解质材料是发展全固态锂电池的明智选择.近年�?基于无机填料与聚合物电解质的有机-无机复合电解质备受关�?设计与优化复合电解质结构对提高复合电解质综合性能具有重要意义.本文详细梳理了有�?无机复合固态电解质在全固态锂电池中展现的多方面优�?从满足不同性能需求的复合电解质结构设计角度出�?综述了有�?无机复合电解质在锂离子传导、锂枝晶的抑制、界面稳定性和相容性等方面的研究进�?并对有机-无机复合电解质的未来发展趋势和方向进行了展望.

[12]彭林�?贾欢�?丁庆,赵宇�?谢佳,程时�?基于无机钠离子导体的固态钠电池研究进展[J].储能科学与技�?2020,9(05):1370-1382.

摘要:锂离子电池的迅速发展导致锂价格上涨,另外,锂资源地壳储量低且分布不�?引起了人们对锂离子电池替代品的研究。钠资源丰富且与锂有相似的化学性质,使得钠离子电池受到广泛关注。基于不可燃无机固态电解质的固态钠电池,兼具高安全和低成本的优势,成为规模化储能领域非常有前景的储能器件。经过不懈努�?适用于固态钠电池的电解质已经被陆续开�?包括常见的�?Al2O3、NASICON型、硫化物型固态电解质以及新型富钠反钙钛矿和复合氢化物等。这些钠离子固态电解质经过合成条件优化、元素取代或置换、结构调控等手段,室温离子电导率可�?0-3S/cm以上,已经完全可满足实用需求。但�?固态钠电池的实际应用依然受到较大挑�?主要是固态电池中电解质与正负极材料间的化学、电化学相容性差,以及�?固界面接触问题。本文通过梳理近些年与固态钠电池相关的研�?总结了不同类型固态电解质应用到固态钠电池过程中遇到的机遇和挑�?以及相应解决策略,同时讨论了固态钠电池未来可能的发展方向和趋势。总的来说,主要通过引入离子液体或聚合物、多孔结构设计、电解质包覆,以及复合正极设计等方�?提升固态钠电池电化学稳定性、�/p>

[13]杨菁,刘高�?沈麟,姚霞�?NASICON结构钠离子固体电解质及固态钠电池应用研究进展[J].储能科学与技�?2020,9(05):1284-1299.

摘要:钠离子电池由于原料成本低廉、来源广�?被视作锂离子电池最具竞争力的替代体系之一。然�?传统钠离子电池中使用易燃的有机电解液存在漏液、燃烧乃至爆炸的安全隐患。NASICON结构固体电解质材料具有安全性能高、稳定性良好、成本低廉、环境友好等优点,可代替有机电解液与隔膜从而实现固态钠电池,是能源存储领域的研究热点。然而其电导率仍需进一步提升、与电极间界面阻抗大的问�?限制了其进一步应用。针对目前NASICON结构固体电解质存在的问题,本文首先介绍了其晶体结构和钠离子传输机理,分析了影响晶粒电导率和晶界电导率的主要因�?分别总结了提高晶粒电导率和晶界电导率的改性方�?指出合适离子取代、提高物相纯度和致密度是电导率提高的有效途径。此�?本文阐述了NASICON结构固体电解质材料在固态钠电池应用中存在的界面问题,总结分析了现有界面改性的策略,指出对新型修饰材料和复合材料的探索有望进一步改善固体电解质与电极的界面特性。最�?对NASICON结构固体电解质材料的研究进行了展望、�/p>

[14]王晗,安汉�?单红�?赵雷,王家�?全固态电池界面的研究进展[J/OL].物理化学学报:1-14[2020-12-15]

摘要:采用固态电解质代替有机电解液的全固态电池具有高能量密度和高安全性等优点，为下一代能量存储设备提供了一种很有发展前途的解决方案。然而，大多数固态电解质和电极活性物质间都存在严重的界面问题，制约固态电池的实际应用；解决固态电池中的固-固界面问题，提升固态电池电化学性能是目前的研究热点。本文详细总结了固态电池中的界面挑战、改善策略以及针对界面问题的表征方法，并展望了固态电池今后发展中的关键方向和趋势、�/p>

[15]马跃�?全固态锂电池及其发展趋势[J].电子技术与软件工程,2020,(15):229-230.

摘要:本文分析了全固态锂电池的安全性、高比能量、长寿命�?quot;�?quot;锂特�?介绍了它的基本结构、固态电解质的种类和它的制作方法,指出产业化需要解决的问题、�/p>

[16]李栋,郑育�?南皓�?方岩�?刘全�?张强.高安全、高比能固态锂硫电池电解质[J].化学进展,2020,32(07):1003-1014.

摘要:锂硫电池具有理论能量密度高、成本低廉和环境友好等优�?是最有前途的下一代高比能二次电池系统之一。当�?基于有机电解液的液态锂硫电池存在多硫化锂穿梭效应、电解液易燃以及锂枝晶等问题,致使电池的库仑效率低、循环性能�?且存在严重的安全隐患。采用固态电解质(如凝胶聚合物、固态聚合物、陶瓷、复合电解质�?替代有机电解液是解决上述问题的有效途径。本文总结了近年来固态锂硫电池电解质的研究现�?评述了各类固态电解质的优缺点及改性策�?重点介绍了陶瓷固态电解质的研究进展。最�?对固态锂硫电池的未来发展趋势进行预测与展望、�/p>

[17]王成�?钴酸锂固态薄膜电池的制备及其高电压性能研究[D].导师：李晶泽;俞会�?电子科技大学,2020.

摘要:随着微电子技术向纳米化、集成化发展,微型器件与系统也迫切需要与之适应的电源器件。全固态薄膜锂电池作为一种微型电�?其厚度只有微米级�?而且具有高能量密度、长循环寿命、高安全性以及结构灵活等优点,填补了锂电池在微型尺度上的空�?在微型器件与系统中有着广阔的应用空间。钴酸锂作为最优秀的正极材料之一,也是薄膜电池正极材料在最佳选择,其制备是全固态薄膜电池的关键。本论文以钴酸锂(LiCoO_2)薄膜正极为基础,较系统地研究了制备过程中影响钴酸锂正极薄膜性质的几种因�?并在此基础上制备了固态薄膜电池。另�?研究了钴酸锂薄膜在高电压下的电化学性质,并对钴酸锂薄膜的表面改性进行了初步探索。主要内容如上�(1)探究了温度、功率、气压等镀膜参数和靶材、基底等因素对钴酸锂薄膜的影�?分析了其影响机制,并制备出了结晶性好、成分合�?电化学性能优异的LiCoO_2正极薄膜。结果表昍�温度是影响薄膜的结晶性和工作电压主要因素,基底温度�?00℃时,LiCoO_2薄膜已能够形成理想的层状结构,显示了典型的充放电曲线和优异的循环稳定�?温度�?50℃时,LiCoO_2薄膜的工作电压高�?.8 V,而且循环稳定性与500℃制备的薄膜接近;当基底温度过低时,可能会形成尖晶石相结�?导致薄膜工作电压和循环稳定性降低。溅射功率对钴酸锂薄膜内部的锂离子传输性质有较大的影响,也会影响钴酸锂薄膜的结晶性。低功率下制备的薄膜形成了致密的表面形貌和较大的颗粒,但是结晶性较�?高功率下沉积的薄膜则相反。这导致低功率制备的薄膜内部阻抗较大,循环稳定性也很差;而高功率下制备的薄膜具有优异的循环稳定性和离子传输性质。溅射气压影响薄膜的成分和沉积速率,随着溅射气压增大,Li/Co原子比例和薄膜沉积速度逐渐减小。基底与集流体之间的缓冲层如果处理不�?会造成薄膜的污�?这对薄膜的电化学性质也有较大影响,尤其是对于固态电�?受污染的薄膜在固态电池中表现出极大的阻抗和极小的比容量。不同的钴酸锂溅射靶材在同样条件下所沉积的薄膜性质也有较大差异,结果表明其对薄膜的倍率性能影响显著。最�?基于优化的制备工�?得到了结晶性和电化学性能优异的钴酸锂正极薄膜,350℃和500℃沉积的薄膜�? C倍率下循�?00周后容量保持率为75%�?2)采用富锂的磷酸锂溅射靶材,利用溅射和蒸镀技术制备了LiCoO_2|LiPON|Li全固态薄膜锂电池。在镀金石英基底上,基于500℃沉积的钴酸锂薄�?制备的全固态薄膜电池具有约60μAh cm~(-2)μm~(-1)的比容量,1 C循环100周后的容量保持率�?4%,并且具有较小的内部阻抗。基�?50℃制备的钴酸锂薄膜固态电池在0.5 C�?能够稳定循环1000周以上。进一步利用低温沉积的高性能钴酸锂薄�?在聚酰亚胺基地上成功制备了柔性薄膜锂电池,得到的薄膜电池能够成功循�?这表明了这种低温制备的薄膜与柔性基底良好的兼容性�?3)研究了钴酸锂薄膜在高电压下的电化学性质。在3.0-4.5 V区间循环�?钴酸锂薄膜具有和3.0-4.2 V区间几乎相同的循环稳定�?而在3.0-4.6 V�?.0-4.7V区间,钴酸锂薄膜出现了明显更快的衰减。电化学测试表明,薄膜在高电压下循环时容量衰减是主要原因是4.55 V�?.7 V的相变可逆性差。最�?进行了表面改性的初步探索,利用磁控溅射技术在钴酸锂薄膜表面包覆了15nm的ZrO_2,包覆后的薄膜�?003)方向的结晶性和�?.0-4.6 V区间的循环稳定性有了一定的提高、�/p>

[18]周抒�?于文�?孙闯,吴爱�?黄昊.固态薄膜电池研究进展[J].硅酸盐学�?2020,48(10):1521-1535.

摘要:目前,固态薄膜电池的研究主要集中在低阻抗电极/电解质界面的构建和高离子电导率固体电解质的开发。介绍了固态薄膜电池的结构设计和离子传输机�?在此基础上讨论了负极膜、正极膜和固体电解质膜的研究进展,最后总结了电�?电解质界面问题及其改进策略、�/p>

[19]闫雅�?锂离子电池用固态电解质的研究现状与展望[J].无机盐工�?2020,52(07):22-25.

摘要:目前商业化的锂离子电池多使用有机液态电解质,存在易燃易爆、易泄露等安全风�?而采用固态电解质替代有机液态电解质可以有效提高电池安全性。锂离子电池用固态电解质又可分为无机固态电解质和有机——即聚合物固态电解质。无机固态电解质对高温或其他腐蚀性环境适应性好,适用于在极端工作环境中刚性电池等领域;聚合物固态电解质在柔韧性和可加工性上则优势明�?适用于柔性电池等领域,但这些材料均尚有问题待解决。无�?有机复合的方�?有望综合两种材料的优�?取长补短,提高固态电解质的综合性能和实用价值、�/p>

[20]王景�?NASICON型Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3固态电解质及在锂离子电池正极中探索研究[D].导师：李喜飞;何显�?西安理工大学,2020.

摘要:本论文主要围绕NASICON型Li1.3A10.3Ti1.7(PO4)3(LATP)固态电解质展开,通过湿化学法合成了LATP,并探索了其用于锂离子电池正极的研�?主要工作如下:(1)通过湿化学法制备了具有高致密度和离子电导率的LATP固态电解质陶瓷�?相比于未掺杂的LiTi2(PO4)3(LTP),A13+的掺杂将离子电导率从10-6 S/cm提高�? 0-4 S/cm。扩散激活能计算结果表明合成的LATP扩散激活能较小(0.23 eV)�?2)采用旋蒸法在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)表面均匀包覆LATP固态电解质,LATP包覆层可减弱NCM811和电解液间的副反�?且有利于Li+在包覆层的输运行�?因此有效提升了NCM811的循环稳定�?�?C倍率下电化学充放电循�?00次后容量保持率可�?3.7%(未改�?77.3%)�?3)首次研究了LATP固态电解质作为锂离子电池正极材料的储锂性能。此种正极材料的可逆比容量依赖于固态电解质离子电导�?LTP和LATP的可逆比容量(5C倍率�?分别丹�84.0 mAh/g�?16.5 mAh/g;由于具有较高的离子电导率,正极材料可获得优异的倍率性能,�?C�?0C�?0C倍率下电化学充放电循�?000次后,正极材料容量保持率分别为97.4%�?5.1%�?4.6%、�/p>

[21]张蓉.高载量电极材料的制备及体型全固态锂电池性能研究[D].导师：舒龙龙;李勇.南昌大学,2020.

摘要:体型全固态锂电池不仅具有安全性能�?电压窗口�?能在极端环境(高温、高压等)下使用等优点,同时由于搭载高载量的电极活性材�?有利于实现高能量密度的全固态锂电池,使其拥有广阔的应用前景。近年来,随着对固体电解质的研究不断深�?固体电解质的离子电导率稳步提�?而全固态锂电池中界面问题尤其是高载量电极材料内部颗粒间的界面接触问�?成为影响体型全固态锂电池性能的关键因素。目前对于全固态锂电池电极层与电解质层之间界面问题研究较多,并取得了较好的成�?但是对于高载量电极材料内部颗粒间的界面改善及机理的研究则较少。针对上述问�?本文采用低成本、可大规模生产的工艺——冷压烧结法,首次系统地制备高载量含铝复合电极(载量最高可�?75 mg·cm-2)。通过高温热处理过程中融化的铝在颗粒间孔隙的浸润填�?改善电极材料内部颗粒间的接触,提升体型全固态锂电池的电化学性能。主要研究内容如下。首�?采用溶液浇铸法制�?PEO)12-LiClO4固态聚合物电解质膜。PEO聚合物电解质膜成膜性好,制备方法简�?具有一定柔�?能与电极表面紧密接触�?PEO)12-LiClO4�?0�?0℃下的离子电导率分别�?.97·10-7 S·cm-2�?.03·10-4 S·cm-2。同时利用无机固体电解质LLZO对PEO基聚合物电解质进行掺杂改�?实验结果表明,LLZO的加入提高了聚合物电解质膜的电压窗口和离子电导率,可在较高电压复合正极的全固态锂电池中使用。当复合10 wt%的LLZO�?PEO-10LLZO聚合物电解质膜的综合性能最�?�?0�?0℃的离子电导率分别为4.91·10-7 S·cm-2�?.66·10-4 S·cm-2。其�?本文以Li4Ti5O12(LTO)作为负极活性材�?制备高载量LTO-Al负极�?研究热处理温度、Al含量、热处理时间和极片载量等参数对高载量LTO-Al负极的致密度、硬度与导电性的影响。实验表�?在载量为0.1g、铝含量�?0 wt%、热处理温度�?60℃、热处理时间�?h条件下得到的高载量LTO-Al负极综合性能最�?样品标记为LTO2A1660-2h)。在60�?0.01C恒流充放�?LTO2A1660-2h的首次放电比容量�?.5 mAh·g-1,对应的放电面积容量为0.5 mAh·cm-2,充放�?0个循环后,放电比容量增加到14.9 mAh·g-1,放电面积容量�?.73 mAh·cm-2(60�?0.01C)。而同样条件下所得的高载量纯LTO负极则基本没有比容量。以上结果表�?Al金属改善了电极材料内部颗粒界面接�?并且作为电子导体提高了全固态锂电池的电子导电�?从而增强了LTO基体型全固态锂电池电化学性能。最�?以LiFePO4(LFP)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)作为正极活性材料分别制备了高载量LFP-Al和NCM-Al复合正极片。研究Al对高载量正极材料的机械性能及导电性的影响,并研究其对LFP和NCM基全固态锂电池电化学性能的增强作用。研究表�?热处理过程中,融化Al能很好地填充正极材料颗粒间孔�?且为电子提供了三维快速传输通道,提高了正极的电导玆�此外,金属Al的加入提升了极片内部颗粒间的结合,提高了极片的致密度及机械性能。全固态锂电池电化学性能测试表明,LFP和LFP2Al的首次放电比容量分别�?.5 mAh·g-1�?2.7 mAh·g-1,对应的首次放电面积容量分别为0.17 mAh·cm-2�?.62 mAh·cm-2,金属Al的加入有效提升了体型全固态锂电池的电化学性能。在热处理过程中,由于NCM2Al复合正极片变�?导致极片表面不平�?无法装配电池进行电化学性能测试,还需进行进一步研究、�/p>

[22]颜一�?鞠江�?于美�?陈守�?崔光�?原位聚合三维陶瓷骨架增强全固态锂电池电解质[J].无机材料学报,2020,(12):1-10.

摘要:有机/无机复合电解质被认为是全固态锂电池中最具潜力的固态电解质之一,但由于无机填料易团聚,通过提高无机填料含量来改善复合电解质的电导率难有成效。此�?在全固态锂电池�?电解质和电极之间松散的固–固接触造成过大的界面阻�?限制了全固态锂电池的性能。本研究采用固相法合成具有Li~+连续传输通道的自支撑三维多孔Li_(6.4)Al_(0.1)La_3Zr_(1.7)Ta_(0.3)O_(12)骨架,并利用原位聚合的方法构筑一体化电解�?电极固–固界面。此策略指导合成的复合电解质的室温电导率可达1.9×10~(-4)S·cm~(-1)。同�?一体化的界面使得Li-Li对称电池的界面阻抗从1540Ω·cm~2降低�?49Ω·cm~2,因此4.3 V(vs.Li~+/Li)的LiCoO_2|Li全固态锂电池展现出良好的电化学性能、�/p>

[23]于金�?谢光�?吴旭�?陈影.全固态锂电池固态电解质烧结工艺研究[J].电源技�?2020,44(06):799-803.

摘要:Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)系固态电解质具有离子电导率高、安全性好的优�?掺杂Ta元素得到的Li_(6.4)La_3Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)性能更优。通过直接对已商用的Li_(6.4)La_3Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)粉末冷压,并在最佳条件下以不同温度烧�?比较不同温度对材料导电性能的影响。改善装炉方�?通过在刚玉坩埚与电解质间添加氧化锆保护隔离器�?隔绝高温下氧化铝的渗�?保证电解质片烧结过程中的纯净。实验发�? 000℃烧结时得到的电解质片离子电导率最�?同时发现在烧结过程中不同温度下仍有不同程度的锂损失。同时通过补充外加锂源的实验发�?LiOH·H_2O作为补充锂源时具有增强烧结效果的作用、�/p>

[24]朱高�?赵辰�?袁洪,南皓�?赵铂�?侯立�?何传�?刘全�?黄佳�?基于局部高盐界面润湿策略构筑的固态金属锂软包电池[J].物理化学学报,,:1-7.

摘要:固态金属锂电池因其优异的安全性和高的理论能量密度被认为是最具前景的下一代储能电池体系之一。随着以硫化物为代表的高离子导率电解质被逐渐开发，金属锂与固态电解质界面成为限制固态电池应用的主要瓶颈。金属锂/电解质的固固界面存在着界面接触差、界面电荷传输阻力高等问题。本文以固态金属锂软包电池为研究对象，通过�?,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、乙二醇二甲醚与双三氟磺酰亚胺锂组成的局部高盐液态电解液(HFE-DME LiTFSI)对金属锂/固态电解质界面进行润湿，增加金属锂与固态电解质之间的离子接触，降低离子传输阻力，从而提高锂离子在界面的传输能力。在30 mm×30 mm Li|Li_(4)Ti_(5)O_(12)(LTO)固态软包电池中，通过3.0μL·cm~(-2)HFE-DME LiTFSI局部高盐液态电解液润湿金属锂与固态电解质界面，软包电池的界面电阻�?366Ω·cm~(-2)降低到了64Ω·cm~(-2)。在0.1C�?.5C倍率下，LTO的放电比容量分别达到107�?6 mAh·g~(-1)。同时，Li-S固态软包电池在0.01C�?.02C下，比容量也达到�?100�?32 mAh·g~(-1)、�/p>

[25]费慧�?新型高安全性全固态电池体系研究[D].导师：冯金奎.山东大学,2020.

摘要:能源短缺现状迫使并敦促人类社会大力发展可再生清洁能源。清洁能源不仅可以循环再�?还可以避免大量燃烧化石燃料引起的全球变暖和空气污染问题。为了将清洁能源产生的能量无缝集成到更智能、更强大的电网中,就要考虑能源储存以及转换问题。锂离子电池是目前商业化应用最为广泛的能源储存体系之一,具有循环寿命长、可反复充放电以及能量密度高等优点。随着便携式电子设备和电动车的需求量大幅上涨,人们对锂离子电池的依赖性不断增�?然而锂元素在地壳中的储量相对有限并且分布不均匀,从而造成该储能体系造价升高,因此需要迫切找到能够替代锂离子电池的新型储能体系。二次钾电池具有资源丰富、成本低且潜力巨大等优势,有希望成为当前二次锂电池技术的替代品。但�?像钠离子和锂离子电池一�?由于使用高度易燃的有机液态电解液,安全性问题将会是阻碍钾离子电池进一步发展的关键因素。此�?安全问题在钾电池体系中可能更为严�?这归因于钾的化学活性高于锂和钠的化学活性。目前关于钾电池的研究都集中于开发正负极材料,而对固态电解质在钾电池中应用以及安全性问题的研究比较少。本文旨在将聚合物固态电解质应用于钾离子电池体系�?从而提高钾离子电池体系的安全性。首�?我们介绍了固态电解质的特点合和种�?以及聚合物基固态电解质在不同储能体系中的发展历稊�然后研究了PPC基和PEO基聚合物电解质在不同钾离子电池体系中的适用�?具体内容如下:(1)研究了基于PPC基聚合物固态电解质和有机正极的全固态钾电池。PPC聚合物电解质具有绿色环保和室温离子电导率高等优点,而有机正极材料为开发高容量储能体系提供了新途径,并且已经在锂离子电池中进行了深入研究。但是有机正极小分子化合物在液态电解液中存在很严重的溶解问�?导致了安全隐患和循环性差等问题。针对上述问�?我们制备了一种以纤维素无纺布作为骨架和PPC作为离子迁移基体的聚合物电解�?�?,4,9,10-苝四甲酸二酐(PTCDA)为正极组装的全固态钾电池在室温条件下表现出更好的循环性能和安全�?优于由该正极材料组装的液态电池�?2)研究了基于PEO基聚合物固态电解质和硫化物电极的全固态钾电池。首�?我们采用水热法成功制备长在泡沫镍基体上的纳米三硫化二�?Ni2S3)阵列,并研究了水热时间对纳米结构形貌和物相的影响。经过综合考虑,选定水热时间为三小时的产物作为钾电池的电极材料。然�?将混合均匀的PEO和双氟磺酸亚胺钾(KFSI)�?0℃条件下真空加热12小时,随之采用热压法成功制备出PEO基聚合物电解�?这种方法没有用到任何的有机溶剂。最�?我们组装基于PEO基聚合物固态电解质和Ni2S3电极的全固态钾电池,发现基于PEO基电解质的全固态钾电池不仅可以有效地解决安全性问�?还能解决由于多硫化物在液态电解液中的高溶解度而导致的容量衰减问题。Ni2S3电极在电流密度为25 mA/g时的初始放电比容量为312 mAh/g,并且�?5℃时具有良好的循环性能和高库仑效率、�/p>

[26]杨梓.Li_7P_3S_�?1）全固态电池的制备及其电化学性能的研究[D].导师：庄全超.中国矿业大学,2020.

摘要:随着移动设备以及便携设备的发�?锂离子电池在近几十年内受到越来越广泛的关注。但�?可燃有机电解液一直存在安全问�?并且随着用于电动汽车、可再生能源存储和其他需要高温的特殊应用(例如军事用�?的电池尺寸的增加,这些问题变得越发严重。使用固态电解质代替传统有机电解液能够极大地提高设备的安全�?并且具有良好机械和热稳定性。因�?具有不可燃无机固体电解质的全固态锂电池是传统的可燃有机液体电解质的替代�?是具有低泄漏和爆炸风险的下一代电池。本文采用液相法合成了Li_7P_3S_(11)固态电解质,并组装了CLTO/Li_7P_3S_(11)/Li、CNCM111/Li_7P_3S_(11)/Li以及CNCM111/LGPS-Li_7P_3S_(11)/Li全固态锂电池,通过恒流充放电、CV以及电化学阻抗谱测试对其进行电化学表�?重点分析了三种类型的全固态电池首次充放电过程中的电化学阻抗谱的变化规�?并通过建立EIS的等效电路对其进行拟合分析得到了以下结论:(1)成功的合成了Li_7P_3S_(11)固态电解质,其室温离子电导率�?.61×10~(-3)S/cm,活化能为0.31eV,电化学窗口大�?V且对锂稳定性较好。使用液相法对Li_4Ti_5O_(12)进行了碳包覆,使用溶胶-凝胶法在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2表面包覆了LiNbO_3保护层�?2)CLTO/Li_7P_3S_(11)/Li全固态锂电池的首周脱锂容量为146.7mAh/g,首周的库伦效率为68.5%。第2周库伦效率达到了91.9%,并在�?0周以�?库伦效率达到了到99%以上。循�?20周以�?电池嵌锂容量�?50.8 mAh/g,容量保持率为70.4%,循环性能较好,基本能够达到液态电池的水平;CNCM111/Li_7P_3S_(11)/Li全固态电池的首周放电容量�?25mAh/g,首周库伦效率�?6.81%,�?0周以�?库伦效率稳定�?7.5%左右,库伦效率较低。经�?0周循环后,电池的放电容量为93.1mAh/g,容量保持率仅�?4.48%,循环性能较差�?3)为了改善CNCM111/Li_7P_3S_(11)/Li全固态电池的循环稳定�?在电�?电解质界面添加了LGPS过渡�?制备了CNCM111/LGPS-Li_7P_3S_(11)/Li全固态电池。其首周放电容量�?27.4mAh/g,首周库伦效率�?8.73%,�?0周以�?库伦效率稳定�?9.2%。经�?00周循环后,电池容量衰减�?9.7mAh/g,容量保持率为78.3%,循环性能优越,这说明了通过添加LGPS过渡层能够有效提高CNCM111在Li_7P_3S_(11)固态电解质上的循环稳定性�?4)EIS测试结果表明,三种全固态电池典型的Nyquist图都由三部分组成,即高频区半圆、中频区半圆以及低频区的斜线。我们将高频区的半圆归属于电极与电解质之间的界面阻抗,中频区半圆归属于电荷传递过�?低频区的斜线归属于锂离子在电极材料中的固态扩散过程。通过对电化学阻抗谱的拟合发现,在充放电过程�?电解质电阻都有不同程度的增大,这说明电解质阻抗并不稳定,在充放电过程中可能会发生分解。CLTO与电解质之间的界面电阻较为稳�?增长幅度较小,CNCM111与电解质之间的界面电阻有着较大的增�?这说明LiNbO_3包覆层在充放电过程中有可能发生破裂。通过添加LGPS过渡层有效的控制了其电荷转移电阻的大�?这也是提高CNCM111全固态电池的循环稳定性的原因。该论文有图56�?�?�?参考文�?25篇、�/p>

[27]董德�?全固态锂及镁电池的电�?电解质界面设计研究[D].导师：陈宏伟.华侨大学,2020.

摘要:传统锂离子电池的性能已接近其理论值。锂金属、镁金属等金属电极具有高比容量的优点,基于此类金属负极的电池有望成为高能量密度的电池体�?但金属枝晶的不可控生长及有机电解液的使用存在难以避免的安全隐患。因�?开发具有高能量密度且高安全性能的下一代固�?准固态金属电池是未来趋势之一。这类电池的重要挑战之一是如何解决金属负极与固态电解质之间的界面问题。其�?锂金属电池存在锂金属与固态电解质界面接触差、锂枝晶不可控生长等挑战。镁电池同样存在镁金属与固态电解质界面接触差的问题;此外,镁金属独特的反应活性也易产生较高的界面阻抗。因�?合理的金属负极与固态电解质之间的界面设计是制备高性能固�?准固态金属电池的关键所在。本研究论文首先聚焦于锂金属负极与固态电解质之间的界面研究。合成了一类新颖的PIN@SN“胶水”电解质。该电解质具有良好的离子电导�?室温下为1.5×10~(-4)S/cm)、界面润湿�?对常见的电极材料及固态电解质都可以润�?及优异的电化学稳定�?电化学窗口为4.6V),并具有良好的粘结�?剥离强度�?0~190 N/cm)等优点。利用“预聚合—后固化”的策略将此“胶水”修饰于界面之间,可以解决电极与无机电解质(LLZTO)界面接触问题。结果表明由此得到的全固态锂电池在室温下的界面阻抗显著降�?阻抗�?114Ω/cm~2降低�?04Ω/cm~2),并且可以实现稳定的循�?�?.05 C倍率下循�?0圈后具有95.2%的容量保持率)。此类“胶水”电解质具有轻质而高性能的优�?易于合成与设�?具有大规模应用的潜力。本研究论文也进行了准固态镁电池的电�?电解质界面的相关研究。为了解决镁金属负极与固态电解质的界面接触问�?我们利用微量电解液浸润界�?实现了准固态Mg/Mg对称电池在大倍率下的稳定循环。主要研究成果包�?(1)利用聚丙烯腈在镁金属表面制备一层人工固态电解质保护�?SEI)。研究证明此SEI可以抑制微量电解液与镁金属的界面副反应的发生�?2)采用Mg(TFSI)_2/SN电解液浸润镁电极与固态电解质界面。研究证明此镁电池的界面阻抗�?612Ω/cm~2降低�?27Ω/cm~2�?3)组装准固态镁对称电池进行循环测试。在电流密度�?.1mA/cm~2的条件下,其极化电压只�?2mV,在循�?000h后仍保持稳定循环。此工作为固�?准固态镁电池的研究奠定了基础,也为其他多价离子固态电池的发展方向提供了思路、�/p>

[28]李�?全固态钠电池Na_(3.4)Zr_2Si_(2.4)P_(0.6)O_(12)基电解质电导率调控及其导电行为研究[D].导师：张乃庆;周晓�?哈尔滨工业大�?2020.

摘要:与锂离子电池相比,钠离子二次电池由于钠资源储量丰富、价格低廉等优点,有望在大规模储能中得到应用。近年来钠离子二次电池的快速发展无疑将加速其商业化进程。传统的钠离子电池由于使用热稳定性差、易燃烧和泄漏的有机液体电解�?存在严重的安全问题。与有机液体电解质相�?固体电解质具有热稳定性高、可燃性低、无泄漏和挥发性、无着火和爆炸风险等优势。使用固体电解质取代传统的有机液体电解质,可以大幅提升电池的安全�?因而具有更加广阔的发展前景。在固态电解质�?NASICON型固体电解质Na_(3.4)Zr_2Si_(2.4)P_(0.6)O_(12)(NZSP)因具有高离子电导率、对钠稳定性好、机械性能优异等优点而得到了关注。本论文主要探究了NZSP固体电解质的制备工艺,并通过引入NaF助烧�?进一步提高了NZSP电化学性能。此�?论文中通过对其Zr位进行掺杂改�?探究了掺杂后晶体结构中钠离子浓度与电解质导电性能的相互关系。论文研究中,首先采用新型溶液辅助固相反应法制备了高性能NZSP电解质片,探究了烧结温度、烧结时间对NZSP相演变的影响。通过�?260℃下烧结5h制备出了高纯度NZSP电解质片,室温下离子电导率约为2.77mScm~(-1),致密度达到了90%以上,电解质钠传导活化能为0.28eV。在前期实验的基础�?通过引入NaF助烧�?提高了NZSP固体电解质的致密�?改善其电化学性能。XRD分析表明,引入NaF后相结构稳定,仅存在微量的ZrO_2杂相。引入NaF助烧剂后,电解质片更加致密,钠离子在晶界中的传输得到显著改善,离子电导率提高至4.21mScm~(-1)。研究结果说明引入NaF助烧剂对钠传导是有利的。采用异价金属阳离子(Sc~(3+)、In~(3+)、Nb~(5+))对NZSP固体电解质Zr位进行了掺杂改�?在晶体结构中引入了更多的可移动的钠离子或钠空�?通过调控掺杂�?发现Na_(3.3)Zr_(1.9)Nb_(0.1)Si_(2.4)P_(0.6)O_(12)(NNZSP0.1)性能最�?离子电导率高�?.02mScm~(-1),表明最佳的钠离子浓度为每单位配�?.3 mol。装配的Na|NNZSP0.1|Na对称电池在电流密度为0.05mAcm~(-2)时可稳定循环60h以上。钠离子浓度同为3.3 mol的Na_(3.3)Zr_2Si_(2.3)P_(0.7)O_(12)验证结果表明Nb掺入后电导率的改善不仅仅是晶体结构中钠离子浓度的影响。晶粒与晶界阻抗分析表明,NNZSP0.1样品的晶粒阻抗略有降�?晶界阻抗显著降低,说明Nb掺入后具有助烧结作用,其次Nb掺入后相纯度�?无损害导电性的ZrO_2杂相产生,因�?致使晶界电导率得到显著提高、�/p>

[29]付会�?有机硅修饰石墨及复合固态电解质提高固态电池性能研究[D].导师：高云智.哈尔滨工业大�?2020.

摘要:硅烷偶联剂同时具有亲水端和疏水端,故两种不同的材料可以由第三种中间材料-偶联剂结合在一起。通过硅烷偶联剂同时对SiO_2和天然鳞片石墨进行表面改�?不仅能有效增强SiO_2和天然鳞片在有机溶剂中分散性和均匀�?更能有效地把填料、负极材料、聚合物基体三者之间有效地结合起来,改善电极/电解质之间的界面亲和性。针对上述目�?本文的主要研究内容为制备电极/电解质界面亲和性高、循环性能优异的PEO基复合固态聚合物电解�?Composite solid polymer electrolyte,简称CSPE)和碳基负极材料。首�?研究电解质中不同填料组分之间质量比对于电解质电化学性能变化的影响及规律,尝试不同改性方法对无机填料进行改�?增强无机填料在聚合物电解质中的分散性和均匀�?提升复合聚合物电解质(Composite polymer electrolyte,简称CPE)的电化学性能。此�?尝试不同方法对碳基负极材料天然鳞片石墨进行改�?制备出具有优异电化学稳定性、高比容量、与电解质材料具有强界面相容性的碳基负极材料。本文采用简便的溶液浇铸法来制备PEO基固态聚合物电解质膜(Solid polymer electrolyte,简称SPE),分析比较不同EO:Li摩尔比、不同分子量PEO和不同种类填料和填料比对所合成PEO基固态聚合物电解质性能的影�?结果表明采用EO:Li=18:1摩尔比制、PEO分子量M=500000所制备出的PEO基固态电解质成膜均匀且具有最高的离子电导�?×10~(-6)S/cm,PEO_(18)Li TFSI-10mass%LAGP复合聚合物电解质膜具有最好的机械性能和室温离子电导率,其中抗拉强度�?.52MPa,弹性模量为4.81 MPa,室温离子电导率为7.5×10~(-5)S/cm。此�?所测的五种电解质膜�?.10 V-5.00 V之间拥有稳定的电位窗�?这为日后全固态锂电池中正极活性物质的选择奠定了良好的基础,提供了广阔的选择空间。本文采用硅烷偶联剂改性纳米SiO_2和天然鳞片石�?用硅烷偶联剂改性纳米SiO_2时通过简单的液相混合�?结果表明添加了改性纳米SiO_2制备的复合聚合物电解质PEO_(18)Li TFSI-10mass%改性SiO_2在表面分散性、离子电导率、抗拉伸强度、锂稳定性等方面均有了明显的提高,改性后的聚合物电解质膜离子电导率为4.94×10~(-5)S/cm,抗拉强度�?.06 MPa,弹性模量为4.23 MPa;用硅烷偶联剂改性天然鳞片石墨时,分别尝试了四种改性方法和四种硅烷偶联剂添加比�?结果表明,强酸处理后直接滴加KH-570的方法和滴加10 mass%KH-570处理的天然鳞片石墨具有最佳的循环性能,首次可逆容量为255.6 m Ah/g,循环18次之后可逆容量达到最大为359.2 m Ah/g,容量没有发生衰减,保持率为100.0%、�/p>

[30]朱留�?LLZO基固态电池正�?电解质界面改性及性质研究[D].导师：张乃庆.哈尔滨工业大�?2020.

摘要:目前,商业化锂离子二次电池中采用液态有机电解液存在着易燃烧和易爆炸的安全隐患,使用固态电解质代替有机电解液可大幅提升锂电池的安全性。无机电解质中的石榴石型Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)电解质具有离子电导率高、机械性能良好、电化学窗口宽等优点。但其与电极间较差的物理接触所导致的高界面阻抗严重影响了电池的容量及循环寿�?阻碍了LLZO电解质的应用发展。为解决正极与电解质间的界面问题,本文将聚吡咯包覆在Li[Ni_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)]O_2(NCM)正极活性材料表�?在保证Li~+正常传输的条件下,防止正极与电解质间副反应的发生和元素的扩散。随后优化了界面处理工艺,通过制备共烧结电解质的方式改善了正极与电解质间的接触,并引入Li_3PO_4进一步改善电池的循环性能。首先通过固相反应法制备了致密度约90%的Li_(6.35)La_3Zr_(1.8)Ta_(0.2)Al_(0.15)O_(12)电解�?其室温下离子电导率最高可�?×10~(-4)Scm~(-1)。之后通过化学氧化法将聚吡咯包覆在NCM正极颗粒表面获得复合正极材料(NCM@PPy)。与无PPy修饰的NCM正极材料组装的全电池相比,当PPy含量�?.7 wt%�?NCM@PPy复合正极材料组装的全固态电池具有更低的界面电阻。同�?该电池在0.05C下首圈放电比容量�?36.7 m Ah/g,比无PPy包覆相比全电池比容量提高�?2%。接下来探究了共烧结电解质的制备工艺。当共烧结温度为700℃、正极活性材料与电解质粉末质量比�?:5�?制备出的共烧结电解质具有最佳性能。组装的全电池在0.05 C下首圈放电比容量�?44.1 m Ah/g,与传统工艺组装的全电池相�?电池放电比容量增�?8%,且界面电阻显著下降。此�?本文将Li_3PO_4引入共烧结流程中,组装出的全电�?.05C下首圈放电比容量�?38.3m Ah/g,10圈循环后其放电比容量仍有81.2 m Ah/g,与不加Li_3PO_4相比容量保持率提�?0%。实验结果表明Li_3PO_4的加入能增强正极颗粒与电解质间的物理结合,进一步提高全固态锂电池的循环性能、�/p>

[31]刘阳.LLZO全固态电池的制备与界面改性[D].导师：王�?哈尔滨工业大�?2020.

摘要:石榴石型固态电解质Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)以其优异的安全性、良好的化学稳定性热稳定性、高的电化学窗口广受国内外学者的研究。但其作为固态电解质与与液态电解质相比离子电导率有待进一步提升且在组装电池时仍具有较大的界面阻抗,需要我们改进制备工艺并进行元素掺杂以提升其离子电导率也需要我们对其进行界面改性以降低其界面阻抗。本课题采用了性能优异的LLZO陶瓷为研究对�?对LLZO的制备工艺、电化学性能以及后续Li|LLZO|Li对称电池的组装与循环性能进行了研�?主要工作如下:溶胶凝胶法可以在分子级别进行元素混合从而使粉体微观均匀并且可以降低煅烧温度,有机体系溶胶凝胶法采用低表面张力的有机溶�?既具有上述优�?又可以满足旋涂薄膜等复杂条件等要求。采用有机体系溶胶凝胶法制备LLZO陶瓷粉体,探究原料、干燥工艺与煅烧工艺等对LLZO物相的影�?得出获得纯相的制备工艺为:元素源采用硝酸锂、硝酸镧、硝酸氧锅�溶剂为乙二醇甲醚:乙酸=4:1的混合溶剁�经搅拌均匀后采用搅拌蒸干干燥工艺制备干凝胶;后续采用850℃煅�?h即可获得纯相LLZO粉体,粉体�?060℃至1140℃烧结均可得纯相陶瓷。采用固相法制备LLZO陶瓷,为了稳定LLZO的立方相同时提升其离子电导率分别采用W元素与Fe元素进行掺杂,探究掺杂量与烧结温度对陶瓷致密度与离子电导率的影响。W元素掺杂对LLZO陶瓷首先有稳定其立方相的作用,其次可以提升其离子电导率;Fe元素掺杂对LLZO陶瓷既有稳定立方相、提升离子电导率的作�?也可以降低其烧结温度从而减少了烧结过程中的Li挥发。W掺杂�?在W1成分1180℃烧结时离子电导率最�?�?.54×10-4S·cm~(-1)。在W4成分1200℃烧结时致密度最�?�?9.18%。对其进行数据拟合计算其晶界电阻与晶内电�?发现随着W元素的掺杂LLZO陶瓷的晶内电阻得到一定程度降�?但随着掺杂量升高会导致晶界电阻先缓慢增加后急剧增加,从而使总电阻增大。Fe掺杂�?在Fe1成分1140℃烧结时离子电导率最�?�?.87×10-4S·cm~(-1),但Fe3成分在各个烧结温度下离子电导率均处于较高水平,所以本文采用Fe3成分陶瓷做后续实验。在Fe1成分1200℃烧结时致密度最�?�?3.83%。我们对1120℃烧结出的Fe3-LLZO陶瓷进行变温交流阻抗谱测试并计算出其活化能为Ea=0.28e V。对Fe-LLZO陶瓷进行数据拟合计算晶界电阻与晶内电�?发现Fe元素掺入之后晶内电阻几乎不变同时晶界电阻大幅度减�?从而使总电阻减小。组装Li|LLZO|Li对称电池并分别对LLZO陶瓷采用喷金与涂覆氧化石墨烯方法进行界面处理。喷金与涂覆氧化石墨烯均可有效提升电解质与Li金属电极之间的润湿�?从而有效降低界面电阻。对于喷金界面的Li|LLZO|Li对称电池恒电流循环时电池总电阻降�?0Ω左右,随着循环圈数的增加电池内阻逐渐降低并趋于稳�?变电流循环时随着循环圈数的增加正反向电阻趋于相同并稳定。电池在恒电流模式可稳定循环一百余�?在变电流模式也可稳定循环一百圈。对于氧化石墨烯界面的Li|LLZO|Li对称电池,电压曲线十分光滑,界面电阻约为1700Ω左右,随着恒电流循环圈数的增加电池电阻与过电位逐渐增加并趋于稳宙�随着变电流循环圈数的增加电池过电位逐渐增大,电池电阻先降低后升高。在变电流循环时当输入电流过大时电池被逐渐破坏,电池可稳定循环的电压上限约为4V左右、�/p>

[32]李静.高性能固态电解质的制备及其在全固态电池中的应用研究[D].导师：邱业君.哈尔滨工业大�?2020.

摘要:相比液态锂离子电池,固态锂电池由于具有更高的能量密度和安全性而成为非常有发展潜力的电池体系。固态电解质作为固态电池的关键组分,其中有机-无机复合电解质由于可以实现有机和无机的优势互补而成为比较有前途的电解质体系之一。在复合电解质中,界面的设计和优化对电解质的性能具有重要影响。另�?除了复合电解质内部的界面,固态电池正极内部的界面也尤为重�?甚至已成为限制固态电池性能的瓶�?而目前基于固态正极内部锂离子传输的研究鲜有报道。因�?制备高效、稳定的固态电池正极和相应的高性能全固态电�?是固态电池研究的另一重要方向。本论文研究了几种不同的固态电解质的制备及性能,探究了其在固态电池中的应�?并对相关机理进行了深入研究。为了改善硫化物电解质锂磷硫(β-Li_3PS_4)的加工性能和空气稳定�?通过控制它与有机物甲基丙烯酸缩水甘油基酯二者间的界面化学反应构建了有机-无机共价偶联的界面。采用简单的液相浇铸的加工方式制备了具有化学共价偶联界面的复合电解质,该复合电解质可以直接涂在电极上进行原位热聚合以保证电解质/电极界面的良好接触。与纯Li_3PS_4电解质相�?其具有更好的空气稳定性和对金属锂更低的界面阻抗及过电�?并且在室温下表现出近5 V的电化学窗口和高�?.8×10-4 S cm~(-1)的离子电导率,该值略高于纯�?Li_3PS_4的离子电导率。在有机多孔分子笼晶体的基础�?通过对其进行主客体结构设计并进一步与锂盐复合的方式制备得到一种新型的固态电解质,它由阳离子大胺笼子骨架和高氯酸根ClO_4~-反离子组成。由于分子笼上带正电�?NH_2~+-能够与LiClO_4盐中的ClO_4~-阴离子相互作�?该分子笼能够将添加的LiClO_4盐完全解�?从而获得高浓度的自由锂离子。通过这种设计方法,首次制备出基于新型分子笼的未添加任何电解液、塑晶或小分子的纯固态电解质,其具有良好的热稳定性和高达0.7的锂离子迁移�?�?5℃和60℃的离子导电率分别为5.13×10-5 S cm~(-1)�?.2×10-4 S cm~(-1)。为了改善固态电池正极内部的锂离子传输网络、构建良好的电极/电解质内部界�?结合分子笼电解质的一系列优点-良好的离子电导、三维的骨架结构、大的比表面积和良好的溶解�?将该分子笼电解质通过传统的液相混浆方法在正极内部构建连续均匀的离子传导通路。其作为离子导电添加剂应用于磷酸铁锂(LFP)全固态锂电池在固态正极中添加的质量百分数�?0 wt%,远低于普通固态正极中无机固态电解质或聚合物电解质的添加量。通过一系列表征方法直观地呈现了固态正极内部的形貌,并结合正极内部离子和电子传导机理对电池的性能进行了优�?该固态电池在室温下表现出优异的电化学性能,�?.1 C的充放电倍率下放电比容量约为147 m Ah g~(-1),�?.5 C的充放电倍率下经�?00圈循环后容量保持率达�?0%。为了进一步提升分子笼电解质颗粒间的离子传导和改善它的加工性能,将其与聚环氧乙烷(PEO)有机电解质复�?制备了基于PEO和分子笼的复合电解质。由于分子笼良好的溶解性使它可以在PEO电解质前驱体溶液中均匀分散,因此可通过原位析出的方式获得形貌均匀的电解质薄膜;另外,具有离子拆分能力的分子笼能增大该体系中的自由锂离子浓度、提高复合电解质的离子电导率和锂离子迁移�?得到的复合电解质室温离子电导率达6.1×10-5 S cm~(-1),锂离子迁移数和电化学窗口分别高达0.66�?.5 V。此�?该复合电解质与LFP正极和锂负极组成的固态电池在70℃时具有优异的循环性能,正极面密度为3 mg cm~(-2)的电池在0.1 C的充放电倍率下放电容量超�?50 m Ah g~(-1)、�/p>

[33]霍翰�?基于石榴石型固体电解质的固态电池界面工程与性能优化[D].导师：郭向欣.中国科学院大�?中国科学院上海硅酸盐研究所),2020.

摘要:固态锂电池可以在实现高能量密度的同时保证安全�?成为下一代锂电池研发的焦点。作为固态锂电池中的关键材料,石榴石型固体电解质具有高离子电导率、宽电化学窗口以及对锂金属化学稳定的优点,成为最受关注的材料体系之一。目�?基于石榴石型固体电解质的研究主要包括两个方面:一是有机无机复合电解质�?即将无机石榴石型电解质粉体分散于聚合物中制备成柔性复合电解质膛�二是陶瓷片电解质,即在高温高压下将石榴石电解质粉体烧结成具有高致密度的陶瓷,再经过加工技术制备成陶瓷片电解质。在基于石榴石型固体电解质的固态电池研究中,�?固界面问题尤为突�?严重影响电池的库伦效率、循环和倍率等性能。对于柔性复合膜电解�?界面问题主要来源于复合膜内部有机聚合物和无机电解质之间的相互作用。锂离子在高分子聚合物和无机材料之间界面的缓慢迁�?造成室温条件下的离子电导率低。对于陶瓷片电解�?陶瓷的致密度可以大于99%,体相内部的晶界阻塞效应大大减�?室温条件下的离子电导率可高达10-3 S cm-1以上。这时的界面问题主要来源于电解质和电极之间的不均匀接触,从而导致锂枝晶的生长和电池的短路。本论文针对上述关键界面问题,提出一系列创新性策�?并据此设计制备出一系列高性能界面,极大提高了固态锂电池的电化学性能。主要研究成果总结如下:(1)通过调控无机材料颗粒与有机高分子之间的锂离子迁移,提高柔性复合电解质膜的离子电导率。在聚环氧乙�?PEO)和Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)复合电解质膜中引入合适的[BMIM]LTF2N离子液体,形成PEO/LLZTO之间锂离子高速迁移的界面。在20 °C�?PEO/LLZTO界面润湿后的电解质膜离子电导率为2.2×10-4 S cm-1,比PEO/LLZTO�?固界面未润湿的离子电导率高出一个数量级。此�?LLZTO表面呈碱�?和特定聚合物之间的Lewis酸碱作用能够提高离子电导率。因�?选择极性高的聚偏二氟乙�?PVDF)作为聚合物和LLZTO粉体复合制备柔性电解质膜。PVDF在碱性条件下部分脱氟,导致浆料的颜色由透明转变成棕�?同时增加了锂盐的解离并有效束缚了阴离子的迁移,从而将室温离子电导率提高至1.4×10-4 S cm-1�?2)通过构造电解质与硅负极之间的柔性界�?缓冲硅负极体积膨胀,获得优异的电化学性能。硅负极具有高的理论比容�?4200 m Ah g-1)和低的制备成�?是极具前景的负极材料。硅负极充放电过程中300%的巨大体积变�?造成循环容量的快速衰减。利用柔性复合电解质膜的柔韧�?能够有效缓解硅负极体积变化带来的界面应力,保持充放电过程中界面的紧密接触。最终实现硅负极�?.1 C�?.2 C�?.5 C�? C充放电倍率条件�?具有2520 m Ah g-1�?260 m Ah g-1�?902 m Ah g-1以及1342 m Ah g-1的优异比容量�?3)通过调控无机材料尺寸和含�?构建“外柔内刚”复合电解质�?从而达到提高离子电导率并抑制锂枝晶的目的。研究发�?含有20 vol%尺寸�?00nm的LLZTO粉体制备的复合电解质膜在30 °C条件下具有最优的离子电导�?1.6×10-4 S cm-1)和出色的柔韧�?含有80 vol%尺寸�?μm的LLZTO粉体制备的复合电解质膜具有较强的机械强度(12.7 MPa)。两者的结合可同时提高抑制锂枝晶的能力并保持电极与电解质间的良好接触。在30 °C�?.2 m A cm~(-2)电流密度�?“外柔内刚”的电解质膜可稳定循�?00 h以上�?4)通过去除LLZTO陶瓷片电解质表面Li2CO3杂质,提高电解质和锂金属之间的润湿性�?0°C条件�?酸处理后的LLZTO和锂金属之间的界面电阻从940Ωcm2大幅降低�?6Ωcm2,与文献中引入多种中间界面�?例如:Al2O3、Zn O)的效果相当。消除Li2CO3的LLZTO和锂的界面在循环过程中保持稳�?锂对称电池在0.2 m A cm~(-2)的电流密度下可循�?00 h以上�?5)通过构建LLZTO陶瓷片电解质和锂负极之间的离�?电子混合导电界面�?MCL),提高电解质抑制锂枝晶的能力。MCL具有电子导电纳米颗粒嵌入离子导电骨架的网络结�?不仅使LLZTO和Li的界面润湿性得到大幅改�?还能够引导MCL内部电场的均匀分布,从而有效缓解电子对电解质的攻击。Li/MCL/LLZTO/MCL/Li对称电池的临界电流密度为1.2 m A cm~(-2),并且�?.1 m A cm~(-2)测试条件下可稳定循环超过1000 h�?6)通过构建LLZTO陶瓷片电解质和锂负极之间的三维多孔界�?提高电解质与锂金属负极之间的脱嵌锂稳定性。基于石榴石型固体电解质构造了不做任何处理的LLZTO和Li的界面、亲锂LLZTO和Li的界面以及三维多孔LLZTO和Li的界�?进而对比锂枝晶在不同界面的生长情况。研究发�?循环前具有低电阻的亲锂LLZTO和Li的界面在循环过程中逐渐损坏,由此带来的不断增加的电压滞后促使锂枝晶成核并沿LLZTO电解质的晶界不断生长;三维多孔LLZTO和Li的界面在充放电过程中保持稳定。这是因为三维结构增加了界面的比表面积、减小了局部电流密度并且缓解了锂负极在循环过程中的体积变化。三维多孔界面下的锂对称电池�?.5 m A cm~(-2)的电流密度下可循�?00 h以上,临界电流密度达到1.4 m A cm~(-2)、�/p>

[34]徐静�?磷酸铁锂正极材料改性及在固态电池中的应用[D].导师：张震华.电子科技大学,2020.

摘要:磷酸铁锂(LiFePO_4)因具有良好的循环性能、高的理论比容量(~170 mAh?g~(-1))、稳定的充放电平台等优点,一直在锂离子电池正极材料中占有不可取代的地位。同时也因为材料本身具备绿色环保,物美价廉等优点被作为最早商业化的正极材料之一,但LiFePO_4的低电导�?10~-99 S?cm~(-1)),低离子扩散率(10~(-3)~10~-66 cm~2?s~(-1)),造成了电池的倍率性能�?比容量难以达到理论容�?这不仅直接影响了LiFePO_4在巨大的能源市场的应�?同时限制了在固态锂离子电池中的发展。本文针对LiFePO_4的以上问题做了如下研究。本文首先采用添加模板剂水热法制备出具有较均一尺寸和结晶性能良好的LiFePO_4材料,通过实验最终证实采用添�?wt%的模板剂聚乙烯吡咯烷�?PVP)制备的材料能够在0.1 C�?.2 C�?.5 C�? C�? C的电流密度下,放电容量分别�?54 mAh?g~(-1)�?48 mAh?g~(-1)�?30 mAh?g~(-1)�?25 mAh?g~(-1)�?20 mAh?g~(-1),�?00圈的循环之后,库伦效率能稳定保持在95%,实现了在无任何材料包覆的情况�?采用模板剂诱导合成出有较稳定电化学性能的正极材料。其�?利用石墨烯的高比表面和高的载流子迁移率的优点,以及结合碳材料能够在一定程度上抑制颗粒的生长和提高材料的电导性等特点,探究得到采用2wt%的石墨烯和一步合成的制备方法可以制备出高比容量、优良倍率性能的材料。在0.1 C的电流密度下,材料的放电容量为167.4 mAh?g~(-1),几乎接近材料的理论容�?�?0 C的电流密度下,也能稳定的发�?0.8 mAh?g~(-1)的比容量,这种探究不仅在工艺上大大简化了材料的制备过�?节省时间与成�?有利于在商业上的应用,也能够制备出具有较好活性的正极材料,利于材料在固态电池中的应用。最�?通过探究酸改性锂镧锆氧制备出具有高离子电导率(9.0×10~-44 S?cm~(-1))的复合固态电解质,并得到改性后的复合固态电解质的LiFePO_4固态电池在0.2 C的电流密度下,放电比容量为163 mAh?g~(-1),200圈循环之后容量保持率�?0%、�/p>

[35]周洪,魏凤,吴永�?基于专利的无机固态锂电池电解质技术发展研究[J].储能科学与技�?2020,9(03):1001-1007.

摘要:商业化的锂电池大多采用液态电解质作为电解质体�?存在电化学和热稳定性不足、安全性差等问题。无机固态电解质取代传统的液体电解质,可以解决传统锂电池的安全性问�?并具有高电化学稳定性、高机械强度等优�?是当前储能领域的研究热点。本文以全球无机固态电解质专利为研究对�?采用专利数据挖掘方法,梳理了主要机构技术布局、竞争优势、核心技术、最新技术发展趋�?提出了关注国家重大需求、加快关键技术研发、重视专利保护战略等建议、�/p>

[36]程元.无机/有机复合锂离子电池固态化安全电解质的制备与综合性能研究[D].导师：张和平;陆松.中国科学技术大�?2020.

摘要:锂离子电池自商业化以来已被广泛应用于人们生活的方方面�?极大地改变了生产和生活方式。近年来,伴随电动汽车及储能行业需求的不断提升,锂离子电池的能量密度也被进一步提高。但与此同时,锂离子电池的火灾安全性问题也更加突出。商业锂离子电池内部组分为易燃材�?带电电极材料储存较高的能�?特别是低闪点的有机碳酸酯液态电解质的高度易燃及泄漏问题是造成锂离子电池火灾安全事故的重要因素。因此开发本质安全型的固态化电解质是降低其火灾安全隐患的根本手段之一。本文针对商业化液态电解质易燃、易泄漏的问�?开展了安全型二氧化硅基离子凝胶准固态、钠超离子导体型(NASICON)无机固态、无�?有机聚合物复合型固态电解质的合成、电化学及安全性能的相关研�?电解质的安全性明显提高并最终获得了性能良好的全固态电池。首�?开展了二氧化硅基离子凝胶准固态电解质相关研究。使用硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,盐酸作为催化�?1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸�?[BMIm][BF4])作为离子液体,三氟甲磺酸锂(LiOTf)或双三氟甲烷磺酰亚胺�?LiTFSI)作为锂盐,通过快速溶胶凝胶法制备了两种二氧化硅基离子凝胶准固态电解质。该类电解质以二氧化硅为基质骨架,内部保留部分离子液体,热稳定性好且完全不燃。对比分析了LiOTf和LiTFSI两种锂盐对二氧化硅基离子凝胶电化学和热稳定性能的影响。结果表明二者均具有较好的热稳定�?热分解温度不低于340℃。使用LiTFSI作为锂盐的电解质在Li/LiFePO4纽扣电池中无法循�?0�?库伦效率约为80%,而带有LiOTf锂盐的二氧化硅基离子凝胶表现出更好的电化学性能,其在�?00圈循环时还能维持143 mAh g-1的比容量,库仑效率接近100%。通过详细对比分析二者的表观形貌,发现含LiOTf锂盐的凝胶电解质具有特殊的花状表面结�?其被认为可以增加离子凝胶表面的液体吸附量来改善界面性能从而实现较优的电化学性能。然�?通过溶胶凝胶和熔融淬火方法制备了磷酸锗铝锂Li1+xAlxGe2-xP3O12(LAGP)系列玻璃陶瓷固态电解质。由于该类电解质本身在高温退�?�?50�?的条件下合成,因此热稳定性极�?且完全消除液体组�?而电导率是决定该类电解质电化学性能的关键。采用核磁共�?NMR)技术系统分析了退火温�?650�?50�?50�?50�?050�?和合成方法对样品相组成、相结构和Li+迁移特性的影响。研究发现Al掺入LGP�?主要形成P(OGe)3(OAl)单元,该结构有益于Li+迁移。熔融淬火法更有利于形成P(OGe)3(OAl)单元,在高温退�?>850�?下产生的AlPO4杂质更少,制备的最优样�?LAGP-MQ-0.5-850)的室温离子电导率达到3.45×10-4Scm-1。最�?为了将高热稳定性的LAGP电解质应用到电池体系,通过热压法将LAGP、LiTFSI及聚环氧乙烷(PEO)复合,制备出不同LAGP含量的复合柔性电解质样品(xLAGP-PL,PL:PEO-LiTFSI)。探究了LAGP含量对电解质样品热稳定性能及电化学性能的影响。在热稳定性能方面,研究结果显示LAGP在PL体系中能够保持稳定结�?xLAGP-PL电解质样�?x<2)具有高于300℃的热稳定�?可燃性较纯PEO电解质显著降低。探究了复合电解质热稳定性随LAGP含量的变化规�?0.5LAGP-PL电解质的热分解温度可�?30�?但过高的LAGP含量会降低复合电解质的热稳定性。在电化学性能方面,引入LAGP能够降低PEO的玻璃化转变温度(Tg),有助于提高离子电导率�?.5LAGP-PL电解质样品有着良好的室温离子电导率,�?.19×10-4 S cm-1。同�?PEO与LAGP的复�?改善了LAGP的机械性能,可获得柔性电解质并优化界面性能�?.5LAGP-PL电解质样品组装到电池(Li/0.5LAGP-PL/LiFePO4),显示出优秀的电化学性能,�?.2 C充放电条件下能够稳定循环长达300�?库伦效率接近100%,达到了优秀水平。综上所�?本研究制备的电解质具有良好的电化学性能和热稳定性。在电化学性能方面,对于锂盐、合成方法及Li+传导特性的研究有助于优化电解质界面,改善离子电导�?提高电池循环稳定�?为促进安全型电解质在电池体系的应用提供理论基础。在热稳定性方�?本研究制备的电解质热分解温度高于300�?对于提高锂离子电池安全具有重要意义、�/p>

[37]张博�?PEO�?PCL基嵌段共聚物与复合固态电解质的制备及在锂电池中的应用[D].导师：潘秀梄�谢海�?东北师范大学,2020.

摘要:自第一块商用锂离子电池问世以来,高性能的锂离子电池已经在小型电子设备以及电动车上得到了广泛应用,为传统能源向新能源转型、实现可持续发展做出了巨大贡献。电解液作为电池中锂离子输运的中间环�?对于电池所能发挥出的性能起到至关重要的作用。目�?电解液主要由溶有锂盐的有机溶剂组成。然而有机溶剂易燃、易挥发的特性使得锂离子电池在使用过程中安全问题频频发生,致使人们对其未来的发展提出了质疑。此�?随着社会的发展与进步,生活当中对于可持续、高能量供给的储能设备的需求日益增�?因此,对于锂离子电池能量密度要求在不断提高。锂金属具有极高的理论比容量(3860 mA h g~(-1)),极低的电�?相对标准氢电极为-3.04 V)和质量轻等特�?一直以来都被期望用来作为负极材�?提升电池的能量密度。但是其在液态电解液中使用时却会在循环过程中产生大量的锂枝晶,引发安全问题,因此锂金属负极与液态电解液无法适配。而固态电解质的应�?使得解决电池安全问题兼顾适配金属锂负极提高电池能量密度成为了可能。自可将具有溶解锂盐能力的聚合物作为电解质后,固态聚合物电解质便作为固态电解质中的一个分�?得到了广泛的研究。作为新一代二次电�?现阶段聚合物固态电池并未得到大规模使用,主要是受到聚合物电解质自身的一些缺陷影�?如离子电导率低、电极与电解质之间的界面性能需要改善、电化学窗口需要提升等问题。为�?本论文简要地介绍了锂离子电池的发展过程及其工作原�?对液态电解液和固态电解质进行了分类介�?总结了现阶段无机类和聚合物类固态电解质的研究进�?提出固态聚合物电解质目前面临的挑战和未来展望。并�?主要针对聚醚基电解质进行了改性研穵�设计并合成了新型聚酯基共聚物电解质并对其性能进行了研穵�以及复合电解质的制备与研究。具体内容如上�1.论文选用与聚环氧乙烷(PEO)结构相同但相对分子量更低、链段运动能力更强的聚乙二醇(PEG)作为传导锂离子的主体结构,通过原子转移自由基聚合在PEG两端引入聚苯乙烯(PS),制备了三嵌段共聚物PS-PEG-PS,并将其与锂盐混合,制备成聚合物电解质。研究表�?此电解质膜热稳定性高、柔韧自支撑。同�?通过共聚的方式有效地降低了材料结晶度,使其�?0°C时离子电导率达到1.1×10~-33 S cm~(-1)。此�?结合理论计算对电解质的HOMO-LUMO能级进行了分�?证明了LUMO能级随链长度变化明显,HOMO能级更加稳定,可通过调控链段长度调节HOMO-LUMO能级,并且将理论计算得到的电化学窗口与实验值进行比�?二者表现出一致性。在嵌段共聚物电解质同金属锂负极界面相容性的研究�?相比纯PEO,表现出更加优异的界面性能。此种电解质可在以LiFePO_4(LFP)和LiNi_(0.5)Co_(0.2)M_(n0.3)O_2(NCM)作为正极材料的锂金属电池当中表现出较好的充放电性能。对NCM//Li电池循环性能研究表明,容量衰减主要由于正极材料与电解质间的界面副反应导致电池内阻增加�?.选用聚己内酯(PCL)作为主链,通过共聚的方式引入聚碳酸丙烯�?PPC)嵌段,制备了PCL-PPC-PCL嵌段共聚�?并将其用作固态聚合物电解质。研究结果表�?共聚后有效地降低了材料的结晶�?使其离子电导率在30°C时可达到3×10~-55 S cm~(-1),电化学窗口宽�? V,同时具有较高的离子迁移数(0.4)。通过DFT计算对其离子迁移数高于PEO的原因进行分�?证明了在PCL-PPC-PCL中Li~+的配位环境更加松�?结合能更�?利于Li~+的传输。此种新型电解质对于金属锂负极表现出很好的相容�?经过循环后在电解质与金属锂负极之间会形成稳定的高氟化SEI�?有助于保护金属锂负极并抑制锂枝晶生成。在电池性能�?此电解质在LFP//Li电池体系�?高温和室温均表现出很好的充放电性能,70°C�?放电容量达到161mA h g~(-1),200圈循环后容量保持率为90%;室温�?放电容量可达141 mA h g~(-1)。此外在NCM//Li电池体系中表现出良好的可逆�?经过十圈循环�?充放电效率可�?8%�?.选用PCL作为聚合物主体材�?快离子导体Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3作为无机填料,制备了复合电解质。研究结果表�?改性后PCL中的结晶相明显减�?当无机物含量达到75 wt.%�?形成“polymer-in-ceramic”型复合电解�?无机粒子之间可形成导电网�?利于锂离子传输。在30°C�?离子电导率提升到1.7×10~-44 S cm~(-1),同时电化学窗口达�? V。此种复合电解质同金属锂负极之间表现出很好的相容�?在锂对电极长时间循环�?锂离子在锂金属负极一侧沉积均匀且无锂枝晶生�?并且过电势低�?.2 V。在LFP//Li电池�?30°C时放电容量可以达�?57 mA h g~(-1),130圈后容量保持率达�?5.8%。性能已经明显优于现阶段报道的PCL基固态电解质、�/p>

[38]陈嘉�?熊靖�?籍少�?霍延�?赵经�?梁亮.锂电池用全固态聚合物电解质[J].化学进展,2020,32(04):481-496.

摘要:随着储能电源和电子产品以及电动汽车的迅速发�?开发高能量密度的锂离子电池已经成为现阶段研究的重点方向之一。目�?较广泛使用的液态锂离子电池,由于容易发生有机液态电解质的泄漏、燃烧、爆炸和短路等问�?存在非常大的安全隐患。因�?迫切需要开发能量密度更�?安全性更加好的锂离子电池。与现有的有机液态电解质相比,全固态聚合物电解�?All-solid-state polymer electrolyte,ASPE)具有理论比容量更高、结构可设计性强、易于大规模生产制造、排除了泄漏液体等体系安全性能好的优点,是一类具有广泛应用前景的电解质。ASPEs在锂离子电池中起到了主导作用,研究者们对其进行了大量的科研工作。本文结合并比较了典型的ASPEs(聚醚、聚酯、聚氨酯、聚硅氧�?的最新科研进展以及本课题组的工作,回顾了这几种固态聚合物的发�?对高性能锂电池全固态电解质的制备设计、新型锂电池、界面调控和制备工艺成型等方面作了阐�?并对其未来的研究做出展望、�/p>

[39]李煜�?李真.全固态锂离子电池正极界面的研究进展[J].中国材料进展,2020,39(04):253-260.

摘要:全固态锂离子电池以其高能量密度和高安全性成为具有广泛应用前景的下一代储能技术。然�?全固态锂离子电池的容量过低和寿命过短限制了其在储能领域的应用。其�?正极材料(活性材料、电子导电剂、离子导电剂及固态电解质�?�?固界面稳定性不佳限制了全固态锂离子电池的容量利用率和循环寿命。综�?介绍和讨论了正极材料�?固界面稳定性及优化方法,包括化学稳定性、电化学稳定性、机械稳定性和热稳定性等,同时归纳了常用的全固态锂离子电池正极材料�?固界面优化方�?为全固态锂离子电池的开发和应用提供参考、�/p>

[40]沈泽�?张魏�?陆盈�?半固态锂金属电池的微纳结构与界面设计相关基础研究[J].中国基础科学,2020,22(02):13-20+27+2.

摘要:固态锂金属电池由于其高能量密度和固态电解质的高安全�?为下一代可充电能源存储提供了有前途的解决方案。然�?锂负极与固态电解质界面相容性差,导致锂金属枝晶状沉积和电化学-化学-机械不稳定。为了解决上述问�?国家重点研发计划项目"半固态锂金属电池的微纳结构与界面设计相关基础研究"提出在原子水平上解析固态电解质及界面结�?并理解界面反应规律。同�?在实际应用体系中,通过微纳结构与界面协同优化复合电极及系统设计,构建高性能、高安全半固态锂金属电池体系。本文简要介绍了在重点研发计划的支持�?项目研究团队近两年来在三维锂金属负极电极结构设计、固态电解质界面精细调控及固态电解质原子级表征方面取得的研究进展、�/p>

[41]郭栋,邱若�?焦炳�?吴状�?氟化锂及氮化亚铜人工固态电解质膜对锂离子电池正极三元材料的改性[J].东华大学学报(自然科学�?,2020,46(02):254-259+281.

摘要:在锂离子电池充放电过程中,电解液与电极材料发生反应,形成的固态电解质�?solid electrolyte interphase,SEI)随着充放电次数的增加而变�?这将降低电池的循环稳定性。所制备的人工固态电解质�?a-SEI)可改善锂离子电池的循环稳定�?其主要成分为使用液相法制备的氟化�?LiF)、氮化亚�?Cu3N)纳米颗粒。通过两种不同路径,将两种纳米颗粒先后在锂离子电池正极三元材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O_2(NCM811)电极片表面和活性材料颗粒表面涂覆生成一层a-SEI。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射�?XRD)、电化学阻抗�?EIS)等材料表征和电化学分析方�?解析a-SEI对锂离子电池循环稳定性的影响。结果表�?NCM811材料表面包覆Cu3N作为a-SEI的电化学性能最�?相比纯NCM811材料,50周循环后的容量保持率可提�?6.5%、�/p>

[42]张强�?苏醒,陆雅�?胡勇�?基于复合固体聚合物电解质的固态钠电池[J].硅酸盐学�?2020,48(07):939-946.

摘要:将钠离子导体Na-β’�?Al_2O_3作为活性填料引入聚氧化乙烯(PEO)/�?三氟甲基磺酰)亚胺�?NaTFSI)固体聚合物电解质(SPE)�?得到有机–无机复合固体聚合物电解�?CPE)。对SPE及CPE的相结构、相转变、离子电导率、离子迁移数及电化学稳定性等基础理化性质进行了表征分�?对两者在固态钠电池Na_3V_2(PO_4)_3@C||Na中的电化学性能进行了测试。结果表昍�Na-β’�?Al_2O_3的引�?有效提升了钠离子迁移�?SPE�?.19,CPE�?.71)和钠离子电导�?80℃时,SPE�?.65×10~(�?)S/cm,CPE�?.19×10~(�?)S/cm)。基于CPE的固态钠电池表现出更加优异的循环稳定�?0.5 C循环100周后容量保持率为93.9%,2.0 C循环500周后容量保持率为74.0%、�/p>

[43]李毅.二氧化钛与离子液体共同构建锂硫电池的准固态电解质及性能研究[D].导师：章康达.浙江师范大学,2020.

摘要:随着世界科技迅速发�?便携式的电子设备在全球范围内普及使用。大部分的便携式电子产品以锂离子电池作为电源来提供能量。但是锂离子电池的能量密度较�?不能满足电动汽车和国家电网等大规模储能设备和需要长时间能源供给的无人机等设备的要求。如何为这些电子设备提供足够的能�?是一个极其重要的问题。因�?研发一种体积小,质量�?具有高的能量密度以及较长的循环寿命的电池显得尤为重要。在众多可充电的电池�?锂硫电池有着较高的理论能量密度。从理论计算的角度来�?锂硫电池可以满足未来一段时间内大部分电子设备的能源供给。但是实际使用中,锂硫电池存在着两个突出性问颗�一个问题在于负极形成的锂枝�?会刺破隔膜或断裂变成死锂,从而导致电池发生短路、循环寿命减少等问题;另一个问题是正极放电时优先生成多硫化�?而多硫化物会溶解到电解液产生穿梭现象,致使电池产生能量密度减少、负极钝化等问题。因�?为了可以进行的商业化的使�?锂硫电池必须要迫切地将这两个问题解决。本论文主要是从电解质角度来研究,通过设计不同结构二氧化钛与离子液体共同构建准固态电解质,从而解决上述两个问题。锂硫电池性能随之得到进一步提升。研究内容主要分为两个部刅�在第一部分工作�?我们主要设计并制备了反蛋白石结构的二氧化钛与离子液体的聚合物薄膜(TiO_2IO-PILs)。反蛋白石结构的二氧化钛(TiO_2IO)具有三维有序周期性、多孔式结构,有利于Li离子快速传递。反射光�?RS)和扫描电子显微镜(SEM)显示出TiO_2IO的周期有序性结构。TiO_2IO-PILs对多硫化物的抑制试验,证明其对多硫化锂的穿梭有着一定的抑制效果。电化学阻抗实验表明了TiO_2IO-PILs有着10~(-2)S/m�?0~(-3)S/m的电导率。在第二部工作中,我们设计并制备了二氧化钛纳米管和离子液体的聚合物薄膜(TiO_2NTs-PILs)。在本设计中,具有高纵横比的二氧化钛纳米管互相纠缠环绕,形成一种三维网络状结构。这种缠绕式的三维网络结构既可以减少连接间结的交�?又能创造出距离更长的离子运输通道,促使Li~+快速传递。二氧化钛纳米管骨架中填充的聚离子液体可以形成一种致密的结构,在物理层次上阻挡多硫化物的移动。TiO_2与硫(S-Ti-O)之间的静电吸引作用进一步的抑制穿梭。两者相结合,能够更加有效的抑制多硫化物的穿梭,避免活性物质损失。多硫化物的抑制试验直接证明了TiO_2NTs-PILs对多硫化物有良好的抑制作用。TiO_2NTs-PILs作为准固态电解质的电导率�?0~-2 S/m-10-3 S/m之间,证明了TiO_2纳米管与离子液体的聚合物薄膜作为准固态电解质有着较高的离子电导率。这有利于提升电池的充放电性能。在0.1 C�?锂硫电池的容量在40圈后保持�?360 mAh·g~(-1)。实验证明了TiO_2NTs-PILs薄膜作为电池的准固态电解质,有着良好的电化学稳定性以及对多硫化物的抑制�?避免了电池容量的衰减、�/p>

[44]马士�?锂离子电池三元阴极制备及LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2固态电解质界面层构筑研究[D].导师：崔永莉;崔艳�?中国矿业大学,2020.

摘要:在锂离子电池材料�?三元材料作为最有潜力和使用最为广泛的阴极材料之一日益受到重视。但�?在实际应用中,三元材料存在着容量衰减较快和高温稳定性较差等问题亟待解决。为了克服这些缺�?本文通过优化三元材料的合成工�?挖掘三元材料的电化学潜力,并将三元材料制备成阴极薄膜对其进行了相关研究。运用不同方法分别成功制备出LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2两种富镍三元材料的微米尺寸球形颗粒�?)采用水热�?高温固相法合成LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2过程�?通过对水热时间的调控得到了形貌良好的微米�?Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))CO_3球状前驱�?通过对煅烧温度的调控,得到了LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2球形颗粒,当煅烧温度为850℃时,材料具有最优的电化学性能,在电压设置为2.7-4.2V,电流密度�?.5C�?充放电循�?00圈后其容量保持率�?7.79%�?)运用共沉淀�?高温固相法合成了微米级球形LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2材料,并通过XRD等表征手段证明其为�?NaFeO_2相结�?对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2材料的电化学分析表明其具有较高的首周放电比容�?199.7mAh·g~(-1))。为了提高LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的电化学性能,通过液相原位生成LiF和电解质添加剂原位生成富亚硫酸盐两种方式分别构建了LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2阴极材料的无机和有机的固态电解质界面层�?)当通过液相原位包覆LiF无机固态电解质层后,分析探讨LiF包覆层提高LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2材料电化学性能的原囟�一方面,LiF包覆层减少了电解液与电极材料之间的直接接�?避免了电解液中HF等酸的侵蚀;另一方面,LiF包覆层在循环过程中能够保持LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2二次颗粒的完整�?使其微观结构不易被破坏。另�?LiF具有较高Li~+电导�?有利于电极材料与电解液之间的锂离子传输扩散�?)当通过电解质添加剂原位生成富亚硫酸盐有机固态电解质界面层时,我们研究了其�?%DTD�?%MMDS以及2%DTD+1%MMDS复合添加剂电解液中的电化学性能:高温60℃下,90周循环后容量保持率为51.4%。EIS测试表明2%DTD+1%MMDS复合添加剂能显著降低LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的动力学阻抗。当今薄膜电池面临阴极单位面积容量偏小的问题,尝试将三元材料通过射频磁控溅射制备得到LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2薄膜阴极,研究了磁控溅射工艺及其对薄膜电化学性能的影响。结果表昍�LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2薄膜材料与LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉体材料在结构性能方面存在明显变化,在薄膜制备过程中各溅射参数对其影响较大。当氧气与氩气的比值为1:3,溅射功率�?0W�?制备的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2薄膜材料具有优异的电化学性能,其在0.1C电流密度�?首周放电比容量为149.14 mAh·g~(-1),循环50次后的放电比容量�?03.47mAh·g~(-1),容量保持率为69.4%、�/p>

[45]曹毅.基于硫化物固体电解质的固态锂电池界面改性及其性能研究[D].导师：高云智.哈尔滨工业大�?2020.

摘要:全固态锂电池由于其极高的安全性和更高的能量密度及功率密度潜力,被认为是极具应用前景的下一代电池技术。但�?由于固体电解质的离子电导率较�?电池内部界面结合较差,使得固态电池的性能受到极大限制。因�?寻求新的具有高锂离子电导率的固体电解质和优化固态电池内部界面成为提高全固态锂电池性能的关键途径。应用于全固态锂电池的固态电解质材料主要分为聚合物基固体电解质、无机氧化物系固体电解质和无机硫化物系固体电解质。近年来固体电解质得到了极大的发�?其中,硫化物系固体电解质具有最高的离子电导�?其电导率高达10-3-10-2 S cm-1,与液态有机电解液的离子电导率相当,部分电解质甚至超过了液态有机电解液的离子电导率。另�?硫化物系固体电解质采用简单的机械冷压的方式即可获得晶界阻抗较小的电解质片,极大地简化了无机全固态锂电池的制备工艺。尽管如�?硫化物系全固态锂电池依然存在电池内部界面接触差和界面副反应等问题亟待解决,针对上述问题,本论文主要从以下几个方面进行了研究。研究了采用液相一步法原位制备固态电池复合电极材料的方式以改善电极内部活性物�?电解质界面。利用Li7P3S11玻璃陶瓷电解质热处理温度�?容易制备的特�?将电解质原料与活性物质钛酸锂一起在200号溶剂油中混合均匀,将溶剂挥�?并低温真空热处理,在活性物质表面原位生成Li7P3S11玻璃陶瓷硫化物电解质,得到界面接触紧密的固态电池复合电极材�?并考察了原位液相法与普通球磨混合的方法制备的复合电极的性能差异。研究结果表�?原位液相法制备的固态电池复合电极材料具有更优异的倍率和循环性能,电池80℃下1 C循环300次后,放电比容量仍�?10 m Ah g-1,容量保持率达90%以上。考察了向固态电池中复合少量对硫化物电解质兼容的溶剂化的离子液体[Li(Triglyme)]+[TFSI]-(记做Li G3)对固态电池电化学反应活性界面的改善效果。首�?考察了Li G3本身的物理化学性质及其与硫化物固体电解质的稳定�?然后利用Li G3填充电池内部固固界面之间无法消除的空�?进一步丰富电极内部锂离子导电通路,增加电极内部电化学反应活性界�?同时可以稳定电极结构,从而提高电池循环稳定性和容量特性。研究结果表�?加入5wt%Li G3,以钛酸锂为活性物质的固态电池室温下0.25 C循环1500�?容量保持率达�?2%以上,2.5 C循环2000次后容量剩余80 m Ah g-1,体现出固态电池良好的循环稳定性和结构稳定性。为实现固态电池更高的能量密度,系统研究了固态锂硫体系下的界面构筑方法和界面反应机制。首�?通过两步球磨法制备了具有微观连续电子导电通路的固态锂硫电池复合硫正极材料,并向固态锂硫电池中引入5wt%Li G3改善电极内部及电�?电解质界�?考察了准固态锂硫电池的循环稳定性和电极反应过程。研究结果表�?在准固态锂硫电池体系中,Li G3不仅起到了增强电极内部界面的作用,而且改变了电极内部活性物质硫的电极反应过�?由固相反应过程转变为固液双相反应过程,硫化物固体电解质则为准固态锂硫电池的固相放电过程提供了良好的锂离子传输路�?二者的共同作用保证了准固态锂硫电池优异的电化学性能。加�?wt%Li G3之后,准固态锂硫电�?.1 C循环100次后放电比容量超�?000 m Ah g-1以上,容量保持率高�?8.2%、�/p>

[46].喷雾沉积法制备硅纳米颗粒制高容量全固态锂电池[J].汽车工程�?2020,(03):9.

摘要:<�?gt;理论上说,硅的容量(约为4