鋰電池固體電解質(zhì)

1、精選ppt固體電解質(zhì)固體電解質(zhì)匯報(bào)人：司思思日期：2019 03 14精選ppt目錄目錄CONTENTS精選pptPART 1背景介紹背景介紹精選ppt 讓不夠好的世界變得足夠好 我們有些人就像是烏龜，走得慢，一路掙扎，到了而立之年還找不到出路。 但烏龜知道，他必須走下去。JohnBGoodenough30歲，入行58歲，鈷酸鋰75歲，磷酸鐵鋰94歲，全固態(tài)電池今年他96歲，得到了一個(gè)科學(xué)家能得到幾乎所有榮譽(yù)。但是，Goodenough從來沒覺得自己good enough，他只是不斷收集線索，繼續(xù)向前。精選ppt耶魯大學(xué)古典文學(xué)、哲學(xué)、兩門化學(xué)、數(shù)學(xué)01美國(guó)空軍收集氣象數(shù)據(jù)02芝加哥大學(xué)固體物

2、理03麻省理工林肯實(shí)驗(yàn)室固體磁性相關(guān)研究，第一次接觸電池：鈉硫電池04全固態(tài)電全固態(tài)電池池德克薩斯州大學(xué)奧斯丁分校研究磷酸鐵鋰，LiFePO4 75歲06牛津大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任05研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)到電池；研究鈷酸鋰，LiCoO2 54歲精選ppt石榴石型全固態(tài)電解質(zhì)在常溫下的電導(dǎo)率可達(dá)到10-4-10-3S/cm，與常見的碳酸酯類液態(tài)電解液的10-2S/cm非常接近表面惰性層（LiOH、Li2CO3）與金屬 Li 潤(rùn)濕性差，金屬 Li 枝晶在晶界生長(zhǎng)，界面阻抗大面臨問題對(duì)于全固態(tài)電池而言，固態(tài)電解質(zhì)是關(guān)鍵技術(shù)精選pptPART 2相關(guān)文獻(xiàn)介紹相關(guān)文獻(xiàn)介紹精選ppt主要內(nèi)容：u 通過在石榴石電解質(zhì)

3、表面涂布一層 Li+ 遷移數(shù)達(dá)到0.9的聚合物電解質(zhì)的方式抑制了金屬Li 枝晶的生長(zhǎng)，并降低了界面阻抗，使得全固態(tài)金屬電池的首次庫(kù)倫效率提高到了97%，循環(huán)中庫(kù)倫效率接近100%。第一篇第一篇精選pptPEO-PAS的制備3g 聚環(huán)氧乙烷（PEO）和1g 聚（丙烯酰胺-2-甲基-1-丙烷磺酸鈉）鋰（PAS）混合溶于20ml 二甲基乙酰胺/水中，在60下攪拌2h。將凝膠溶液倒入聚酯模子中，在60下加熱，使溶劑蒸發(fā)。干膜從模具剝離，厚度約150-200m，用穿孔盤切出形狀并在55真空干燥12 h。石榴石電解質(zhì)(LLZTO)的制備:Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12固體電解質(zhì)的制備LiOH、

4、La2O3、ZrO2、Ta2O5混合研磨24h壓制成顆粒900熱處理12h分解、再次碾壓1140燒結(jié)16h砂紙拋光500MPa，1100加熱10min滴加PEO-PAS60干燥精選ppt固體陰極的制備將LiFePO4活性材料與炭黑、交聯(lián)聚環(huán)氧乙烷、LiTFSI (60:12:20:8)混合研磨，然后將混合物分散在二甲基乙酰胺中，用磁性攪拌棒攪拌一夜。將漿料涂在碳包覆的鋁箔上，形成負(fù)極膜，將涂后的鋁箔在真空下55干燥一夜。雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰精選ppt（a）PAS的分子結(jié)構(gòu)和PEO-PAS膜的照片，（b）不同混合比PEO-PAS的離子電導(dǎo)率曲線以及當(dāng)PEO:PAS=3:1時(shí)的Li+遷移數(shù)Nano

5、 Energy 53 (2018) 9269311.8x10-5 Scm-10.87- 0.95PEO-PAS精選pptLLZTO石榴石的XRD圖譜。PEO-PAS/LLZTO固體電解質(zhì)的SEM截面圖像。Li/LLZTO/Li電池和Li/PCSSE/Li電池的阻抗。在65下用PCSSE作為電解質(zhì)的Fe / Fe和Li / Li對(duì)稱電池的阻抗曲線; Nano Energy 53 (2018) 926931（a）（b）（c）（d）LLZTO450 m 5 m5000 cm2400 cm2精選pptLi/LLZTO/Li電池Li/PCSSE/Li電池Nano Energy 53 (2018) 926

6、931循環(huán)性能比較精選ppt（C）（c）在0.15 mA cm-2 電流密度下，Li/ PCSSE /Li電池的循環(huán)。（d）65c時(shí)電池在不同的循環(huán)時(shí)間的Nyquist圖（e）& （f）循環(huán)后Li /PCSSE /Li 電池的橫斷面SEM圖像Nano Energy 53 (2018) 926931精選ppt采用Li PCSSE LiFePO4制作的全電池的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果（a）充放電電壓曲線 （0.1C：145mAh g-1 ，0.2C： 140mAh g-1 ），證明了PCSSE可以在全固態(tài)鋰金屬電池中有效工作；（b）充放電循環(huán)性能，160次循環(huán)后，0.2 C時(shí)的容量保持在137mAh

7、 g-1左右，電化學(xué)行為穩(wěn)定，鍍層/提鋰效率高。（c）在65下電池的倍率性能，隨著C率的增加，電池極化和容量損耗逐漸增加，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)相比，固態(tài)電解質(zhì)阻抗更高；（d）電池循環(huán)后鋰金屬負(fù)極的SEM圖。Nano Energy 53 (2018) 926931全電池測(cè)試精選ppt第二篇第二篇主要內(nèi)容：利用具有Li+電導(dǎo)性的Li3N替代了Li2CO3有效降低了界面阻抗。與Li2CO3相比，Li3N不僅是一種優(yōu)良的Li+導(dǎo)體，而且與石榴石表面和鋰金屬陽(yáng)極都具有良好的潤(rùn)濕性，常溫下鍍層/剝離可穩(wěn)定循環(huán)，無鋰枝晶生長(zhǎng)。精選ppt固體電解質(zhì)的制備在空氣中陳化數(shù)日后，制備的LLZT因形成一層Li2CO

8、3 而呈現(xiàn)黃色。為了除去Li2CO3, 將LLZT球團(tuán)用碳粉覆蓋，在Ar氣氛下700 燒結(jié)10 h。利用電子束熱沉積系統(tǒng)，在真空中蒸發(fā)出一層薄薄的Li層到LLZT顆粒上。然后在反應(yīng)室內(nèi)充入氮?dú)猓ㄟ^氮化反應(yīng)生成Li3N層。Li3N的厚度可以通過調(diào)節(jié)LLZT球團(tuán)上Li金屬的蒸發(fā)時(shí)間來控制。精選ppt(a) Li2CO3包覆LLZT制備Li3N包覆LLZT球團(tuán)的原理圖。(b) Li2CO3覆蓋LLZT， (c) Li3N覆蓋LLZT 的SEM圖像; 插圖顯示相應(yīng)的圖像。(d) LN-LLZT表面的SEM圖像，顯示了Li3N和裸LLZT的邊界。(h)沉積在玻璃基板上的Li3N的XRD圖譜;插圖顯示L

9、i3N晶體結(jié)構(gòu)。LC-LLZT和LN-LLZT樣品的(i) C 1s、(j) Li 1s和(k) N 1s的高分辨率XPS光譜。Nano Lett. 2018, 18, 74147418精選ppt(a)歸一化TOF-SIMS對(duì)LN-LLZT顆粒表面Li-、LiN-、LaO-、ZrO2-二次離子碎片進(jìn)行負(fù)模態(tài)深入剖析，描繪了沉積在LLZT顆粒上的致密Li3N層。(b) LiN-/LaO-/ZrO2-作為濺射深度函數(shù)的TOF-SIMS化學(xué)圖。(c) LN-LLZT的TOF-SIMS濺射體積中N、Zr、La的重疊和單個(gè)元素分布的三維視圖，可視化了LLZT表面包覆的Li3N。飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜：可以

10、得知樣品表面和本體的元素組成和分布Nano Lett. 2018, 18, 74147418精選ppt以LC-LLZT與LN-LLZT為電解質(zhì)的對(duì)稱電池電化學(xué)阻抗譜圖(b) Li/ LN-LLZT/Li電池充放電電壓,插圖顯示的放大曲線(c) SEM圖像顯示了從Li/LN-LLZT/Li對(duì)稱電池中分離出來的循環(huán)后的Li金屬的表面形貌Nano Lett. 2018, 18, 741474182512 cm2180 cm260時(shí)，LN-LLZT作電解質(zhì)，當(dāng)電流密度為100Acm2 時(shí)，過電位為23mV；當(dāng)電流密度為200Acm2,過電位為44mVLC-LLZT作電解質(zhì)，電流密度為100Acm2 時(shí)

11、，過電位為130mV，且30h時(shí)因生成枝晶短路4785 cm2350 cm225時(shí)，LN-LLZT作電解質(zhì)，當(dāng)電流密度為100Acm2 時(shí)，過電位為60mV，長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定；LC-LLZT作電解質(zhì)，由于鋰沉積和溶解不均勻，在短路前，呈現(xiàn)出較大的極化和波動(dòng)電位增長(zhǎng)2560精選ppt(a)在60 和40 下全固態(tài)Li/LN-LLZT/LFP電池的電化學(xué)阻抗圖; 142 cm2 380 cm2 (b)、(d)不同電流密度下的充放電電壓分布；(c)、(e)不同電流密度下的循環(huán)性能及相應(yīng)的庫(kù)侖效率。全電池檢測(cè)Nano Lett. 2018, 18, 74147418142 cm2 b. 25 A cm2

12、時(shí)的電位差為0.04 V, 200 A cm2時(shí)的電位差為0.42 V，與a圖小電阻相應(yīng)；c. 25、50、100和200 A cm2 的放電容量分別為147、143、133和118 mAh g1，當(dāng)電流密度恢復(fù)到50Acm-2，放電容量恢復(fù)到144 mAh g-1,也就是相當(dāng)于或高于液體電解質(zhì)的混合電池，整個(gè)循環(huán)過程中庫(kù)侖效率接近100%；d. LFP陰極和LN-LLZT在40 的Li+傳輸更慢；e. 50、100Acm-2 電流密度下放電容量為136.6 、 100.5 mAh g1 ；精選pptPART 3總結(jié)總結(jié)精選pptLi+ 遷移數(shù)高0.87-0.95，意味著大部分的電流由Li+ 攜帶，這對(duì)電池的循環(huán)穩(wěn)定性非常重要；分子結(jié)構(gòu)中叔丁基與酰胺連接，空間位阻大可阻止它被金屬鋰還原，可保持長(zhǎng)久穩(wěn)定性。玻璃化溫度極高，可形成一種堅(jiān)實(shí)骨架以保證Li+ 的遷移。PEO分子鏈長(zhǎng)，可引導(dǎo)L