LLZO固体电解质与锂负极的界面改性及其全固态电池开题报告
2024-06-19 21:16:21
1. 本选题研究的目的及意义
全固态锂电池作为下一代储能技术的核心,具有高能量密度、高安全性等优势,被认为是解决传统锂离子电池安全隐患和续航焦虑的理想方案。
其中,石榴石型llzo固体电解质因其高离子电导率、宽电化学窗口和对锂金属稳定性等优势,成为全固态电池研究的热点材料。
然而,llzo与锂金属负极的界面存在一系列挑战,包括较大的界面阻抗、锂枝晶生长和界面副反应等,这些问题严重阻碍了llzo全固态电池的循环寿命和倍率性能,制约了其商业化应用。
2. 本选题国内外研究状况综述
全固态锂电池因其安全性高、能量密度高等优势,近年来已成为国内外研究的热点。
其中,石榴石型llzo固体电解质因其高离子电导率、宽电化学窗口和对锂金属稳定性等优势,成为全固态电池研究的热点材料。
#国内研究现状国内对于llzo固体电解质的研究起步相对较晚,但近年来发展迅速,在材料制备、性能优化和电池应用等方面取得了一系列进展。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将从llzo固体电解质与锂负极界面存在的问题出发,探索有效的界面改性策略,并制备改性后的llzo全固态电池,对其电化学性能进行测试,评估界面改性效果。
1. 主要内容
1.llzo固体电解质的制备与表征:采用溶胶-凝胶法或固相反应法制备llzo粉体,并通过x射线衍射、扫描电子显微镜等手段对其结构和形貌进行表征。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法,具体步骤如下:1.llzo固体电解质的制备:采用溶胶-凝胶法或固相反应法制备llzo粉体,并通过控制反应条件,例如温度、时间、ph值等,优化llzo粉体的粒径、形貌和纯度。
2.llzo陶瓷片的制备:将制备好的llzo粉体进行冷等静压成型,然后在高温下进行烧结,制备出致密的llzo陶瓷片。
通过控制烧结温度、时间和气氛等参数,优化llzo陶瓷片的致密度、晶粒尺寸和离子电导率。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:1.针对llzo固体电解质与锂负极界面存在的问题,探索新的界面改性策略,例如新型涂层材料、多功能中间层等,以提高界面稳定性,抑制锂枝晶生长,降低界面阻抗。
2.结合多种表征手段,例如电化学阻抗谱、扫描电子显微镜、x射线光电子能谱等,深入研究改性后的llzo与锂负极界面的物理化学过程,揭示界面改性对电化学性能的影响机制。
3.制备高性能的llzo全固态电池,并对其进行系统性的电化学性能测试,评估界面改性对电池循环寿命、倍率性能、安全性等方面的影响,为全固态电池的实用化提供参考。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 石岩,黄杰,陈立泉. 全固态锂电池关键材料—固体电解质研究进展[j]. 电池,2016,46(6):313-319.
[2] 董全峰,胡勇胜,许晓雄,等. 全固态锂电池关键材料—固态电解质[j]. 储能科学与技术,2016,5(4):313-330.
[3] 李杨,李泓. 固态锂电池的研究进展[j]. 化学进展,2018,30(1):115-128.