• 乐虎
    乐虎
乐虎 >> >> 正文

高性能锡基合金薄膜负极的制备及其电化学储锂性质研究

【摘要】:锂离子二次电池在清洁能源存储及能源转换中扮演着重要的角色,随着科学技术的日新月异,对能源转换与储能设备提出了更高的要求。

因此,开发具备高容量、长寿命、安全性高和价格低廉的新型负极是发展兼顾微型化和大型化锂离子电池的重点之一。

锡合金因具有高容量和合适嵌锂电位被认为最具潜力的候选负极材料之一,但是锡基电极的高容量和循环稳定性是一对矛盾体,为了解决这个矛盾,我们设计了多晶相共存的Sn-Cu负极,以期兼顾高容量性和更长的循环稳定性。 本文以发展Sn-Cu合金锂离子电池负极为目的,主要制备多晶相共存的Sn-Cu合金薄膜负极,重点研究电极结高性能锡基合金薄膜负极的制备及其电化学储锂性质研究构对循环电化学性能的影响改善,探讨电极循环过程中,多晶相Sn-Cu合金与容量的关系,以及构建其机理模型。

研究主要内容如下:第一,采用真空热沉积法以三维泡沫铜为基体制备的三维Sn/Cu_6Sn_5/Cu电极为研究对象,探讨其物相结构对电化学循环性能的影响。 Sn/Cu_6Sn_5高性能锡基合金薄膜负极的制备及其电化学储锂性质研究/Cu电极具有三维和多晶相的独特结构,这种结构中,“波浪”Cu_6Sn_5层对于活性物质起到缓冲和粘结的双重作用,在循环过程中,使有效成分锡元素的储锂乐虎注册地址认为,古尔德提出的另一个建议是:我们对生命的定义可能受到我们经历的限制。性能得到激活,多相间发生协同作用。

三维Sn/Cu_6Sn_5/Cu电极具有优良的电化学性能,200mAg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?电流密度下,250次循环比容量为720mAhg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?,容量高性能锡基合金薄膜负极的制备及其电化学储锂性质研究保持率为%,在6000mAg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?大电流密度下,500次循环后比容量为320mAhg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?左右,仍接近石墨负极的理论容量。

第二,采用电沉积方法在铜箔集流体上制备Sn-Cu合金薄膜负极,研究Sn-Cu电极沉积影响因素与电极结构及电性能关系,对影响沉积的主要因素进行优化。

确定电沉积液中的络合体系:络合剂三水合焦磷酸钾:三乙醇胺摩尔比7:3,该体系下沉积Sn-Cu合金电极Sn、Cu含量合理,电化学性能最优。

确定多阶恒压沉积法,初始阶的短暂高电压,对沉积液和基板有激活作用,使沉积层渗透于基板中,沉积层乐虎注册地址觉得,因此,这也为能够与苹果iPhone进行比较提供了的难得机会。和基板融为一体,多阶电压下制备极板Sn、Cu含量更易设计控制。

确定辅料配方添加剂,通过少量辅料添加剂的加入,控制极板密堆积颗粒尺寸及合金成分稳定性。

第三,通过多阶恒电压法控制沉积层Sn/Cu元素比率制备Sn-Cu合金电极,以兼顾高比容量和循环性稳定的Sn高性能锡基合金薄膜负极的制备及其电化学储锂性质研究-Cu电极为研究对象,分析探讨储锂原因,确定储锂机理模型。 制备所得电极具有优异的电化学性能,在200mAg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?恒电流密度下,400次循环容量为~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?,容量保持率为%。 通过分析电化学性能和多次循环后电极的SEM比对分析,对电极中储锂“√号”现象进行探讨,建立Sn-Cu元素激活—协同储锂机理模型。 第四,以导电高分子为基底制备的柔性Sn-Cu电极和无金属集流体Sn-Cu电极为研究对象,探讨工艺简化、性能可控、易于规模生产的无金属集流体Sn-Cu电极性能,为Sn-Cu负极提供新的研究思路。高性能锡基合金薄膜负极的制备及其电化学储锂性质研究 无金属集流体Sn-Cu电极具有优异的电化学性能,电极由多尺度颗粒密堆积而成,在200mAg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?恒电流密度下,450次循环容量为~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?,容量保持率为%,6000mAg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?大电流密度下,700次循环后容量为~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?,容量保持率为%。

这种摒弃传统极板结构形式,实现无金属集流体Sn-Cu电极,为锡基电极制备开创一种新的研究方向。 第五,制备负极隔膜一体化集成电极。

将无金属集流体Sn-Cu合金负极与隔膜实现一体化制备,在保持原有电化学性能的同时,简化电池组装工艺。

在200mAg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?恒电流密度下,250次循环容量为728mAhg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?,容量保持率为%,5000mAg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?大电流密度下长时间循环时,乐虎注册地址所指的是,目前已有高管和员工选择离开,正在积极努力寻求各方箱助和解决途径。电极结构的重组使电极中活性物质逐渐活化,容量发挥率逐步提高,700次循环后容量为938mAhg~乐视商城启用新域名,这一幕是否似曾相识?。 同时,一体化集成电极的设计不仅节约成本,更大幅度提高了电池的能量密度。 总之,我们针对Sn-Cu合金电极在电化学储锂过程中存在的体积变化效应,及体积效应引起的电极循环稳定性差、倍率性能和大电流充放电性能欠佳等问题,通过改变沉积方法、优选沉积条件、沉积基体等因素,制备出多种电化学性能优异的Sn-Cu薄膜负极,并研究Sn-Cu负极循环过程中的“√号”储锂机制,建立了Sn-M元素激活—协同储锂机理模型;设计制备出无金属集流体Sn-Cu电极和负极隔膜一体化集成电极,开创电极制作的新思路,为设计制作高容量、长寿命的锂离子负极提供理论研究依据和实践应用方向。

【学位授予单位】:河南师范大学【学位级别】:博士【学位授予年份】:2019【分类号】:TM912;。

本文来自网络,不代表乐虎立场,转载请注明出处:https://www.hxlaye.com/news/1689.html
返回顶部