Garnet/PEO-LiTFSI复合电解质的制备及性能研究开题报告

 2023-03-14 10:52:18

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

Garnet/PEO-LiTFSI复合电解质的制备及性能研究1.课题背景自1991年投入市场以来,锂离子电池已广泛应用于3C智能产品、动力电池和储能等领域,是21世纪能源经济不可或缺的组成部分[1]。

尽管传统液体电解质具有高离子电导率、电极/电解液界面易控、 加工处理方便等优点,但易出现热失控、着火等安全隐患,而且由于其电化学窗口有限,无法匹配高电压正极和大容量金属锂负极,大大限制未来发展应用。

相比之下,全固态电池有望实现较好的安全性能和较高的能量密度,是下一代锂离子电池技术的研究热点。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、本课题要研究的问题本课题通过在聚环氧乙烷(PEO)基电解质中添加无机活性填料,设置Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)的添加量梯度,制备复合物电解质薄膜,CIP电解质具有更大的灵活性和更低的成本,更适用于小型柔性储能装置,而PIC电解质具有较高的机械强度和安全性,更适用于电动汽车中使用的大型电池。

二、采用的研究手段1、使用固相烧结法通过两次烧结制备garnet电解质材料Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12,并通过XRD检测粉体相结构;2、添加10w%、30w%、50w%的LLZTO到PEO-LiTFSI胶体中,通过浇筑法制备复合物电解质薄膜:CPE、10-CPE、30-CPE、50-CPE,并修改EO:Li 比例制作50-CPE;3、通过SEM对LLZTO和复合物电解质形貌进行了表征;4、通过EIS测定复合电解质在室温以及60℃下的阻抗,计算离子电导率;5、采用线性扫描伏安法对复合电解质的电化学稳定性窗口进行了点位分析与对比;6、组装扣式对称电池,通过记录界面电阻值,研究并对比复合物电解质对锂金属电极的界面稳定性;7、组装对比CR2025磷酸铁锂/CPE/锂全电池,通过电池测试系统测试不同温度和速率下的电化学性能,通过EIS对电池的电化学阻抗进行检查。

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