一、含硼化合物在锂离子电池电解质中的应用（论文文献综述）
孙会民[1]（2021）在《电解质体系优化用于提升醌类正极材料储锂/钠性能的研究》文中研究表明目前关于锂/钠二次电池的研究大都是基于层状过渡金属氧化物的无机材料作为正极,其比容量难以突破较低的理论比容量;制作工艺也相对复杂;原料中含有的重金属,极易造成环境污染。此外,现有的锂二次电池体系使用的有机电解液体系存在安全隐患,过充时易发生爆炸。与之相比,有机电极材料具有结构可设计性强、原料易获取、环境友好等优点,是非常有可能被大规模化生产应用的一类储能材料。而醌类材料作为有机电极材料的一种,其羰基可以作为嵌锂/钠等金属离子的活性位点,不局限于一种电池体系,又因其具有良好的氧化还原可逆性被认为是最适合作为锂/钠离子电池的有机材料。然而,醌类材料在充放电过程中易溶于现有的有机电解液体系,导致其放电容量衰减,电池循环稳定性差,无法展现出其高容量的优点,从而限制了此类化合物在锂/钠二次电池中的应用。基于此,本论文针对如何保持醌类正极的循环稳定性展开研究。选取了杯[四]醌（Calix[4]quinone,C4Q）和柱[五]醌（Pillar[5]quinone,P5Q）分别作为锂离子电池和钠离子电池的正极。利用丁二腈塑晶态（SN-PCE）、离子液体（IL）和高浓度锂盐乙腈（HCE-AN）三种不同的电解质体系替代传统的碳酸酯类电解液,使醌类化合物的溶解问题得以有效解决,电池的循环稳定性和倍率性能都得到了显着提升。本论文主要研究内容和结果如下:（1）研究了丁二腈塑晶态电解质在有机二次电池的应用,首次构建了醌类正极材料P5Q在丁二腈体系中的钠离子电池。通过对金属钠负极钝化处理,可以避免丁二腈的聚合反应。使P5Q在SN-PCE体系中储钠性能表现得非常出色。实验证明,在0.2 C电流密度下,电池的初始容量为412 mAh g-1,循环300圈后容量稳定在287mAh g-1,容量保持率高达70%。与此同时,还系统研究了C4Q在SN-PCE体系中的储锂性能。SN-PCE体系在较低的电压范围内（1.5-3.5 V）,不需要额外添加剂就可以实现稳定的C4Q电极脱出/嵌入Li+的过程。在0.1 C电流密度下,C4Q首次放电容量为424 mAh g-1,1000次长循环后仍保持在254 mAh g-1;即使在2 C的电流密度下,其放电容量仍有140 mAh g-1,展示出了C4Q在SN-PCE体系电池中稳定的循环寿命。说明稳定的SN-PCE体系不仅能够展现出醌类电极首圈的高容量还表现出了优异的循环寿命。（2）研究了醌类正极在离子液体中的储锂/钠的电化学性能。实验表明,离子液体[PY13][TFSI]体系使醌类正极展现出了可以与无机材料相媲美的循环寿命。C4Q与浓度为0.3 M的Li[TFSI]/[PY13][TFSI]（Li[TFSI]:双三氟甲烷磺酰亚胺锂,[PY13]:吡咯烷阳离子）电解质组合的锂离子电池表现出了良好的循环性能和倍率性能。在0.1 C电流密度下,初始容量为363 mAh g-1,为理论容量的82%,循环100圈后的放电比容量为280 mAh g-1,循环1000圈后仍然保持在262 mAh g-1。当电流密度从0.1 C经过40次循环逐渐增加到1 C时,放电容量仍有154 mAh g-1。在同样浓度下,P5Q和Na[TFSI]/[PY13][TFSI]组合的钠离子电池体系,也有不俗的性能表现。在0.2 C电流密度下,初始容量为388 mAh g-1,为理论容量的87%,在经历300次循环后,容量保持率仍高达70%。当电流密度为1 C时,仍获得了225 mAh g-1的可逆容量。说明盐浓度为0.3 M的[PY13][TFSI]的离子液体电解质具有较高的离子电导率,使电池兼具稳定的循环性能和出色的倍率性能。（3）首次构建了醌类正极P5Q在高浓度乙腈体系中的锂离子电池。实验表明,P5Q在HCE-AN体系中展现出了优异的快充能力。当LiTFSI浓度为4.2 M时,在0.2 C的电流密度下,500次循环后,可保持300 mAh g-1以上的高比容量;在2 C大倍率下,容量仍能超过150 mAh g-1,即使在10 C的超大倍率下,也展现了近100 mAh g-1的可逆容量,同时HCE-AN体系也能够很好地抑制P5Q的溶解-沉积,大大提升P5Q锂离子电池的循环性能和倍率性能。此外,该研究还拓宽了如何设计、使用价格低廉的有机溶剂作为电解液的思路,对推进有机二次电池的应用具有重要的现实意义。
郑悦[2]（2021）在《PEO基固态电解质锂盐的选择及其双盐高电压体系的制备及性能研究》文中研究表明2019年的诺贝尔化学奖颁发给了锂离子电池领域,这极大地鼓舞了奋斗在锂离子电池领域的科研工作者们。然而,锂离子电池在新能源汽车领域的能量密度及安全问题迫使研究者们开始开发兼具良好的安全性能,高能量密度,高循环性能的全固态锂金属电池。锂盐是聚合物固态电解质中不可或缺的重要部分,选择合适的锂盐是维持电池各方面性能良好的因素之一,因此选择合适的锂盐对全固态锂金属电池的研究至关重要。目前在使用的锂盐,因其各自性能不同,所得到的聚合物固态电解质膜及其固态电池的性能各不相同。本论文针对实验中可供选择的常用锂盐进行了同条件下聚合物固态电解质膜以及电池性能的探究,筛选最合适固态电池的锂盐体系;同时对性能优良的锂盐进行复合,制备双盐体系聚合物固态电解质膜,并探究其在磷酸亚铁锂（LiFe PO4）及三元(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)体系全固态锂金属电池中的应用,主要内容如下所述:（1）选用目前技术较为成熟和完善的PEO基全固态聚合物电解质体系,选择不同的锂盐进行探究,采取交联法合成了可室温下工作的PEO基全固态聚合物电解质,对多种锂盐（LiTFSI,LiFSI,LiBOB,LiODFB,LiClO4,LiNO3,LiPF6,LiCl,LiF）进行了对比实验,发现小分子量锂盐（LiCl,LiF）不能够在该体系下形成聚合物固态电解质膜,对其余锂盐制得的电解质膜及其组装的LiFePO4//Li固态电池进行测试分析发现,在0.1C倍率下,LiTFSI体系制备的电池放电比容量最高,可达156mAh/g,LiODFB体系制备的电池,具有最好的循环稳定性,在100次的充放电循环后仍能保持99%的容量保持率。（2）基于前一工作得到的结论,选择LiTFSI为主要锂盐,添加LiODFB制备双盐体系PEO基固态电解质膜以提高界面稳定性。当LiODFB含量为10%时,制备的LiFePO4//Li电池具有最优的放电比容量和容量保持率,经过几次活化后电池的放电比容量可达162mAh/g,经过100次的充放电循环后电池的容量保持率为97.5%。而且Li ODFB的加入可以在正极表面形成一层CEI膜,双盐体系PEO基固态电解质在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2//Li电池中也表现出较好的循环稳定性。与单盐体系的电池相比,耐高电压效果显着,可将其容量保持率扩大至4倍。同时,对该体系在高电压下循环稳定性进行了机理探究。
李欣[3]（2021）在《高氟化含硼固液混合电解质制备及其在高电压固态锂电池中的应用及机理研究》文中研究表明采用不燃、不漏液、易封装的固态电解质代替传统的有机液态电解质有望从根本上解决传统锂离子电池的安全问题。在目前的固态电解质体系中,有机-无机复合电解质（CSEs）结合了固态聚合物电解质（SPEs）和无机固态电解质（ISEs）的优点,兼具较好的离子导电性和较高的机械强度,与单一的SPEs和ICEs相比,电化学性能被大幅提升。然而,要实现CSEs的实际应用仍有诸多挑战,如界面稳定性差、界面电阻高等。此外,其与高电压正极较差的相容性,导致了现有的CSEs通常只能与低电压平台正极如Li Fe PO4配合使用,这严重限制了其在高比能量密度固态锂电池中的应用。向固态电解质|电极界面添加少量液态电解质形成固液混合电解质是解决这类问题的有效办法之一。然而,传统碳酸酯类液态电解质的加入不仅牺牲了固态电池的安全优势,且其与固态电解质（SEs）之间的化学稳定性差,易形成新的固液电解质界面杂质相层（SLEI）,从而导致电池的整体内阻增大,影响其电化学性能。因此,探究SLEI的组分,分析SLEI的形成机理,对实现固液混合电解质在高电压固态锂电池中的应用具有重要意义。基于此,本论文主要进行了以下研究:（1）将纳米Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12（nano-LLZTO）粒子作为无机填料加入到聚偏氟乙烯-共六氟丙烯（PVDF-HFP）聚合物中,用溶液法流延法制备了nano-LLZTO/PVDF-HFP超薄（25μm）复合固态电解质。将不燃的高氟化含硼电解液（FEC:HFE:PFEMC=1:1:4 0.95 M Li TFSI+0.05 M Li BOB）添加到高电压正极Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）与CSEs界面作为界面改性剂,提升界面化学、电化学稳定性。电化学实验结果表明,25℃时,在1 C倍率下,NCM622|B,F-CSE|Li电池在截止电压为4.3 V下的首圈放电比容量为152.3 m Ah g-1,电池循环300圈后,放电比容量仍可达143.8 m Ah g-1。即使在2 C高倍率下,放电比容量依然可达146 m Ah g-1。在4.4 V截止电压下,以0.1 C倍率循环100圈后,电池的容量保持率为97.9%。当截止电压增加到4.5 V时,初始放电比容量为194m Ah g-1,在循环50圈后容量衰减率仅为0.6%。（2）通过监测NCM622|NCM622对称电池中的界面阻值变化,证明了B,F-CSE与NCM622正极具有良好的界面兼容性。通过计算电极|电解质界面的界面Li+迁移活化能（Ea）,发现B,F-CSE的Ea值仅为7.98 k J mol-1。通过非原位表征技术XPS、TEM、SEM和NMR手段对SLEI的形成机理进行了分析。结果表明,在高氟溶剂环境下,Li BOB的引入能够抑制SLEI层中Li F的过量生成,在SLEI层中生成具有高离子导电性的LixBOyFz,不仅促进了界面Li+的快速运输,还可以对正极起到的一定的保护作用。最终,使固态电池在高截止电压下的循环稳定性和倍率性能均得到显着提升。我们的研究提供了一种全新的界面构建策略,将SLEI从“真正的罪魁祸首”转变为“救世主”,为获得高稳定性、低阻抗的SLEI开辟了一条全新的途径。
陈玉冰[4]（2021）在《烯丙基二甘醇二碳酸酯基固态聚合物电解质用于锂金属电池的研究》文中认为鉴于全球电动汽车使用量的增加,人们对续航里程有越来越高的要求,发展高能量密度,安全可靠的电池在国内外引起广泛关注。由于有限的理论能量密度,以石墨为阳极的传统锂离子电池（LIB）的能量密度(372 m Ah g-1)不再能够满足未来高容量电池的需求。金属锂（Li）高达3860 m Ah g-1的理论容量以及低负电化学电位（vs.标准氢电极为-3.04 V）和极小的密度(0.534 g cm-3)被视为下一代电池阳极的“圣杯”。然而,锂金属阳极易于发生涉及易燃液体有机碳酸盐电解质的寄生反应,导致充放电循环期间锂离子沉积不均匀,降低了库仑效率,消耗了锂金属。此外,内部短路可能会导致灾难性事故。由于锂枝晶在锂阳极表面上不受控制的生长而引起的安全问题,严重阻碍了锂金属阳极的工业应用。本论文根据Chazalviel提出的空间电荷理论,我们设计了一种可以与锂离子弱配位的聚碳酸酯基固态电解质,促进锂离子的快速且均匀的传输外,削弱电解质中的阴离子与阳离子的相互作用可以有效避免锂离子的聚集产生大电场,促进均匀锂沉积。并在此基础上引入一种可捕获阴离子的含硼单体制备成单离子聚合物固态电解质来提高锂迁移数,抑制锂枝晶的生长。在这项研究中,我们使用原位热引发聚合制备了具有双碳酸酯基团（-O-（C=O）-O-）和醚基（C-O-C）的聚烯丙基二甘醇二碳酸酯基固体聚合物电解质（PADC-SPE）。电化学窗口高达5.5V,锂迁移数为0.67,室温下离子电导率为8.78×10-5 S cm-1,组装锂对称电池在800小时内保持了稳定地恒流充放电循环,没有发生短路。锂片的光滑表面形貌表明锂的均匀沉积。Li Fe PO4/PADC-SPE/Li电池表现出出色的高温（60℃）循环性能,放电比容量在0.3 C时达到最大值145.1 m Ah g-1。经过110个循环放电容量保持第一次循环的99.2%。为获得更高锂迁移数的聚合物电解质,引入了能捕获阴离子的含硼单体,在加入2 wt%的DPAB时,含硼聚碳酸酯基固态聚合物电解质（BSPE）电解质显示出高锂离子迁移数（t+=0.74）,宽的电化学窗口（5.6 V）,室温下具有1.18×10-4 S cm-1的高离子电导率。此外,在0.2 m A cm-2的电流密度下恒流充放电循环600小时显示出平稳的极化,循环后的负极表面观察到锂枝晶得到抑制。Li Fe PO4/BSPE/Li在0.1 C时的放电比容量达到155.6 m Ah g-1,在200圈循环后,容量保持率为98.7%。出色的性能使BSPE具有在高性能的锂金属电池应用的潜力。
李文挺[5]（2021）在《钾离子电池碳基负极材料的制备及电化学性能的研究》文中研究表明钾具有储量丰富、价格低廉,且标准电极电势较低等优点,因此钾离子电池被认为是一种较理想的低成本二次电池体系,近年来受到人们广泛的关注和研究。但是由于钾离子半径较大,嵌钾/脱钾过程中电极材料体积变化大,影响其循环稳定性和倍率性。本文以开发低成本、高性能钾离子电池碳基负极材料为目标,开展了以下研究工作:采用生物废弃物稻壳作为原材料,通过高温碳化的方法制备出具有无序结构的硬碳材料,研究了碳化温度对硬碳材料形貌、结构以及储钾性能的影响。结果表明,稻壳基硬碳负极材料具有较大的层间距和独特的“微孔-介孔”结构,可以消纳钾离子嵌入过程中引起的体积膨胀。随着碳化温度的升高,硬碳材料的孔径收缩,比表面积降低,电化学实验结果表明,稻壳基硬碳负极材料具有优异的循环稳定性和倍率性,在30 mA.g-1的电流密度下具有244.99 mAh·g-1的可逆比容量,经100次循环后,仍保持204.25 mAh·g-1的可逆比容量,容量保持率为83.3 7%。当电流密度提高到500 mA·g-1时,循环500次后的可逆比容量仍有103.77 mAh.g-1。以低成本的碳酸钙为模板,蔗糖为碳源,采用模板法制备了钾离子电池多孔碳负极材料,该材料具有无序的微观结构、较大的比表面积和“大孔-介孔-微孔”构成的分级多孔结构。电化学测试结果表明,制备的多孔碳负极材料在50 mA·g-1电流密度下具有259.5 mAh·g-1的比容量,100次循环后容量保持率为92.8%。循环后的极片表面平整,未出现显裂纹,表明材料在钾离子嵌入/脱出过程中体积变化较小,在2000 mA·g-1的大电流密度下,循环10000次后的比容量仍有129.6 mAh·g-1,多孔碳材料表现出良好的倍率性能。以铁粉、红磷和炭黑为原材料,采用低成本、高效的高能球磨法制备了FeP/C复合材料。材料分析结果表明,FeP/C复合材料中,纳米化的FeP颗粒均匀的分布在无定形碳内部,由于碳层的存在,不仅提高了材料的导电性,还抑制了 FeP充放电过程中体积变化,增强材料稳定性。FeP/C复合材料具有218.26mAh·g-1的比容量,100次循环后容量保持率为81.81%,相对于FeP材料储钾容量和循环稳定性有明显提升。密度泛函理论计算结果表明,钾离子在FeP中扩散能垒比钠离子在FeP中的扩散能垒小,扩散速率较大。实验证明FeP/C复合材料在钾离子电池中的倍率性能优于钠离子电池中的倍率性能。对比研究了商用硬碳为负极材料在锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池电化学性能和界面特性。通过XPS、TOF-SIMS和EIS研究材料表面SEI膜的组成及其稳定性。结果表明,在30 mA·g-1的电流密度下,商用硬碳负极材料在锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池中表现出良好的循环性能,循环100圈后容量保持率96%以上。锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池中,硬碳负极材料表面形成的SEI膜均由无机物和有机物组成。在但由于有机钾离子化合物在电解液中溶解度较高,SEI膜表层的有机物溶解在电解液中,导致SEI膜稳定性差。
齐浩军[6]（2020）在《耐高电压（聚）离子液体在锂离子电池电解质中的应用》文中认为随着5G应用的普及以及纯电动新能源汽车对安全性动力电池的需求逐步增加,人们对锂离子电池在安全性、能量密度和环保等方面提出了更高的要求。然而,传统有机电解质因其易燃烧、易泄露等问题,存在巨大的安全隐患,限制了锂离子电池的发展。因此,开发一种可替代的先进锂离子电池电解质至关重要,由阴阳离子组成的室温离子液体,具有极低的挥发性,高离子电导率、高阻燃性以及优异的电化学稳定性而备受人们关注。离子液体优异的理化性能在设计绿色安全、高能量（功率）密度、长寿命锂离子电池方面具有广阔的应用前景。本文探究了离子液体化学结构对其电化学稳定性的影响,制备了能够耐受5V以上高电压的离子液体电解质并应用于锂离子电池,选择最优化的离子液体结构制备无机固态电解质掺杂的离子凝胶电解质,探究了它们的物理化学性能及其电化学性能。其中具体研究内容有:（1）合成了 一系列具有不同N-取代基（氰基、苄基、丁基、己基和辛基）的吡咯烷鎓和哌啶鎓离子液体,系统的研究了它们在高电压下的电化学稳定性与降解机理。采用理论模拟计算和实验探究相结合的方式研究了吡咯烷鎓和哌啶鎓N位取代基对其耐高电压性能的影响。随着取代基供电子能力的增强,离子液体耐高电压性能也随之得到改善。其中,1-己基-1-甲基吡咯烷鎓双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺盐（[C6Py][TFSI]）离子液体表现出优异的耐高电压分解性能（>5.12 V）,在高电压锂离子电池电解质应用中表现出巨大的应用潜力。（2）制备无机固态电解质Li1.4Al0.4Ti1.6（PO4）3（LATP）、交联聚吡咯烷鎓有机骨架和离子液体/LiTFSI混合物组成的有机-无机离子凝胶电解质,研究其结构及物理化学性能。结果表明,离子凝胶电解质具有优异的耐高温稳定性、高阻燃性和电化学稳定性（分解电压超过5V）以及与锂金属良好的兼容性。其中,无机固态电解质的加入,明显的改善了离子凝胶的机械强度,为抑制锂枝晶的形成提供了物理屏障。当离子凝胶电解质中无机固态电解质含量为5 wt%时,离子电导率显着提升,从原来1.57× 10-3 S cm-1提高到3.03×10-3 S cm-1（80℃）,在未来高电压锂金属电池应用中展示出的巨大的应用潜能。
费慧芳[7]（2020）在《新型高安全性全固态电池体系研究》文中研究说明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生,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加,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。但是,像钠离子和锂离子电池一样,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。此外,安全问题在钾电池体系中可能更为严重,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中,从而提高钾离子电池体系的安全性。首先,我们介绍了固态电解质的特点合和种类,以及聚合物基固态电解质在不同储能体系中的发展历程;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性,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题,导致了安全隐患和循环性差等问题。针对上述问题,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质,以3,4,9,10-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性,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。首先,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镍（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。然后,将混合均匀的PEO和双氟磺酸亚胺钾（KFSI）在70℃条件下真空加热12小时,随之采用热压法成功制备出PEO基聚合物电解质,这种方法没有用到任何的有机溶剂。最后,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题,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,并且在55℃时具有良好的循环性能和高库仑效率。
陈文豪[8]（2020）在《含硼聚合物的合成及锂离子电池性能的研究》文中研究表明在过去的几十年中,锂离子电池（LIBs）凭借其高能量密度和长循环寿命而取得了惊人的进步,并广泛用于便携式电子产品中。与负极材料相比,设计高容量、低成本和环境友好型的锂电池正极材料具有挑战性。在LIBs中,正极材料通常是过渡金属化合物,但它们存在许多缺点,如有毒、原材料有限以及废物处理繁琐等。研究表明,有机化合物由于其固有的优点,如重量轻、对环境污染小、机械柔韧性和可加工性良好,可替代过渡金属化合物作为正极材料。有机电极材料主要包括有机导电聚合物（如聚苯胺、聚噻吩和聚酰亚胺）、有机硫化合物、羰基化合物和稳定的自由基聚合物。但有机活性材料高溶解性、可逆容量有限以及差的导电率等因素制约着有机电极材料的发展。硼位于元素周期表中的第十三族,其电子比碳少一个。近年来,含硼材料由于独特的缺电子性能而备受关注。大量研究表明,硼的引入或掺杂可以显着地改善电极材料的电化学性能,但物理手段的引入或掺杂,难以做到定点和定量的控制。另外据我们所知,含硼聚合物用作电池电极材料的研究还鲜有报道。基于以上原因,本论文合成出两类含硼有机聚合物,并探索它们作为电极材料的电化学性能,分别从含硼单体的结构和含量两个方面对电化学性能的影响进行考察。主要研究内容如下:（1）成功合成出以三芳基硼为中心,蒽醌为连接单元的聚合物B-AQ,并研究了电解液和导电碳含量对B-AQ电化学性能的影响。结果表明,B-AQ在1 M LiTFSI的DOL/DME电解液中和60 wt%含量的导电碳下具有出色的电化学性能。由于三芳基硼特殊的空间结构,使得聚合物B-AQ具有类似蜂巢的结构抑制了其在电解液中的溶解,导致其具有出色的循环稳定性。在1-3.5 V（vs.Li+/Li）的电压窗口内,1 A g-1的电流密度下,经过500圈循环后,B-AQ扣式电池的放电容量为92.2 mAh g-1,保留了其初始放电容量的86.3%。（2）设计合成了一系列具有不同PSBpin单元含量的新型有机自由基电池正极材料PTMA-PSBpin,并阐明了PSBpin含量对电化学性能的影响。当活性物质含量为50 wt%时,不同PSBpin单元含量的PTMA-PSBpin电极都具有较高的比容量、长循环稳定性和出色的倍率性能。与PTMA-PSBpin-1和PTMA-PSBpin-2两个电极相比,PTMA-PSBpin-3电极具有最小的电压间隔（ΔV）,这是因为更高含量的PSBpin单元增强了正极材料的导电性,并降低了其欧姆电阻。此外还利用电子顺磁共振光谱进一步揭示了PTMA-PSBpin电极在充放电过程中的氧化/还原机理。
袁靖钧[9]（2020）在《金属卟啉电极材料的合成及电化学储能特性研究》文中指出锂离子二次电池作为高效可移动电化学储能器件广泛地应用在各个领域,极大的促进了社会的发展。传统锂离子电池的技术已经十分成熟,然而其有限的储能性能、电极材料资源限度以及环境友好性难以满足下一代电化学储能器件的需要。有机电极材料由于结构可调,价格低廉且由丰富的元素组成,在电化学能量储存领域具有积极的应用前景。卟啉分子由于其独特的氧化还原活性以及多电子转移特点,在太阳能电池、催化等领域得到广泛关注,然而作为电极活性物质在电化学储能体系的报道很少。在本文中,我们制备了两类卟啉分子作为新型有机锂电池正极材料:一类是基于卟啉单体[5,15-双（2,6-二辛氧基苯基）-10,20-双（乙炔基）-卟啉]锌（II）通过偶联聚合得到了不同分子量的聚合卟啉PPre,系统研究了聚合反应条件以及聚合度对储能特性的影响。另一类是基于四炔基的金属卟啉配合物,合成了一系列含不同金属配位离子的金属卟啉配合物,系统地研究了其在锂离子电池中的储能特性,并探讨了卟啉分子作为电极活性材料的储能机理。本论文的主要研究内容如下:1)设计并合成了基于卟啉单体（Pre）的一系列不同聚合度的聚合卟啉(PPre25、PPre15、PPre9)并作为正极材料用于有机锂离子电池,对其进行了紫外-可见吸收光谱等一系列物理表征,充分研究其电化学储能特性的差异。通过非原位X射线光电子能谱（XPS）、电化学交流阻抗（EIS）、扫描电子显微镜及其能谱（SEM/EDX）探究了卟啉材料的充放电机理。得到如下结论,Pre在经过充放电过程后,电极材料会自发的稳定变成不易溶的状态;卟啉分子通过聚合反应后可以显着提升电池容量以及循环稳定性。充放电过程中阴阳离子分别与氮原子进行可逆的键合,促使卟啉电极表现出高的功率密度。在100 m A g-1的电流密度下PPre25、PPre15、PPre9以及Pre分别得到了110,122,113和79 m Ah g-1的放电比容量。具有低分散系数的PPre15有着最佳的电化学性能,优异的循环稳定性能,在循环2000次后的容量保持率为99.2%。2)设计并合成了一类含不同金属配位离子的四炔基卟啉分别为Mg TEPP、Zn TEPP和Cu TEPP,以及不含配位离子的H2TEPP作为正极用于有机锂离子电池。系统地研究了配位离子与金属配位卟啉的电化学性能的影响,通过恒电位充放电、循环伏安等测试研究发现未配位金属的卟啉H2TEPP有着优良的循环稳定性能,经过上千次的循环,其可逆容量基本不衰减,但放电比容量相对不高。Mg离子配位的Mg TEPP有着明显的容量缺陷,在多次平行试验后依然只能得到较低的放电比容量。Cu TEPP与Zn TEPP有着可观的可逆充放电电化学性能,其中Cu TEPP在小电流下循环可以得到超过200 m Ah g-1的放电比容量,接近其理论比容量。而Zn TEPP在500 m Ag-1循环700次后仍然可以获得130 m Ah g-1的放电容量,容量保持率为87%。通过非原位XPS研究发现,在充放电过程中,二价铜离子可部分还原为一价,参与容量贡献,然而锌离子在充放电过程中保持价态不变。
林志远[10]（2020）在《固态锂电池用新型聚合物电解质研究》文中研究说明相对于液体电解质有机溶剂渗漏、易燃等缺陷,以及无机固态电解质制备工艺复杂、界面相容性和力学性能差等弊端,聚合物电解质具有无液体渗漏、力学性能及界面相容性良好、形状尺寸可调节和制备工艺简单等优点,更适用于高能量密度固态锂电池。然而,目前已报道的聚合物电解质综合性能难以满足高能量密度固态锂电池需求,依然存在诸多问题,如离子电导率和离子迁移数较低、电化学窗口窄等,这些问题尚待深入研究解决。本论文工作重点是开发具有高离子电导率、宽电化学窗口、对电极材料具有良好界面相容性的新型聚合物电解质,为聚合物电解质在固态锂电池的实际应用提供理论基础和实验支持。（1）设计制备了由柔性聚乙二醇（PEG）和刚性六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI）功能基元构成的嵌段聚合物电解质（BC-SPE）。HDI由六甲撑和极性基团异氰酸酯基组成,分子链属性为刚性链段,具有良好机械强度和热稳定性。PEG主链由聚环氧乙烷非极性基团组成,分子链属性为柔性链段,醚键能与Li+发生络合-解络合,是Li+传输的主要运动路径。通过改变PEG和HDI功能基元比例R(R=9（）)9（）)),可调控BC-SPE聚合物电解质的综合性能。随着R值的增加,BC-SPE的拉伸强度、邵氏硬度、电化学窗口和界面阻抗都会降低,离子电导率会增加。当R为1.87时,离子电导率为5.7?10-4 S cm-1（55℃）、电化学窗口>4.65 V,与磷酸铁锂组装成固态锂电池,在1 C倍率下可稳定循环100圈,放电比容量保持率为86%,库伦效率接近99%。根据固态电池实际需求可通过改变R值来调控BC-SPE聚合物电解质性能。（2）设计制备了具有聚环氧丙烷和硅氧烷特性的硅烷封端聚环氧丙烷聚合物电解质（MS-SPE）。硅烷封端聚环氧丙烷预聚体（MS）主链含有大量醚键,可以为锂离子的传输提供运动路径;封端基团为甲氧基硅烷,可以降低聚合物结晶性,提高无定型区域外,还可以发生脱水缩合反应,形成三维网状结构,提高聚合物电解质的力学性能和热稳定性。MS-SPE的室温离子电导率为3.6?10-4 S cm-1、离子迁移数为0.65、电化学稳定窗口>5 V,相比于聚环氧乙烷显着提高。MS-SPE与磷酸铁锂组装成固态锂电池,室温3 C倍率下循环650圈后容量没有衰减,库伦效率接近99.7%。MS-SPE制备工艺简单、机械性能好、易批量生产并有助于消除电池内部的短路隐患,提高锂电池的安全性。（3）设计制备了聚碳酸乙烯亚乙酯宽温聚合物电解质（PVEC-SPE）。PVEC-SPE结构中极性基团[-O-（C=O）-O-]可以促进锂盐电离,羰基（C=O）可以与Li+发生络合-解络合作用,构筑Li+传输路径。通过设计小分子低聚物和大分子高聚物复合结构,实现了微量小分子低聚物提高PVEC-SPE与电极材料界面相容性,而大分子高聚物提高PVEC-SPE的热稳定性和力学性能目的。优化后PVEC-SPE在室温和零下15℃的离子电导率分别为2.1?10-3 S cm-1和2.28?10-4 S cm-1。通过VEC原位聚合与磷酸铁锂正极材料形成低阻抗界面,组装成的固态锂电池可在室温和低温下工作,室温下1 C倍率循环100圈后容量为在140 m A h g-1,容量保持率为99%。原位聚合制备PVEC-SPE固态锂电池,制备方法简单易行,无污染,得到的电解质膜结构均匀,适用于不同尺寸和形状的能量器件。
二、含硼化合物在锂离子电池电解质中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、含硼化合物在锂离子电池电解质中的应用（论文提纲范文）
（1）电解质体系优化用于提升醌类正极材料储锂/钠性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子二次电池 |
| 1.2.1 锂离子电池研究背景 |
| 1.2.2 锂离子二次电池的工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池电极材料的研究进展 |
| 1.3 钠离子二次电池 |
| 1.3.1 钠离子电池研究背景 |
| 1.3.2 钠离子二次电池的工作原理 |
| 1.3.3 钠离子电池电极材料的研究进展 |
| 1.4 有机正极材料的研究进展 |
| 1.4.1 共轭羰基化合物 |
| 1.4.2 自由基聚合物 |
| 1.4.3 导电聚合物 |
| 1.4.4 有机硫化物 |
| 1.5 有机正极材料性能优化方法 |
| 1.5.1 固载活性物质 |
| 1.5.2 分子结构优化 |
| 1.5.3 电解质优化 |
| 1.5.3.1 固态电解质体系 |
| 1.5.3.2 离子液体电解液体系 |
| 1.5.3.3 高浓度电解液体系 |
| 1.6 选题思想和研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验药品及仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.3 电化学性能测试方法 |
| 2.4 理论计算方法 |
| 2.5 锂/钠二次电池的组装 |
| 2.6 不同电解质体系的配置过程 |
| 2.6.1 丁二腈电解质体系 |
| 2.6.2 离子液体电解质体系 |
| 2.6.3 高浓度乙腈电解质体系 |
| 第3章 醌类正极的选择、合成及其电极反应机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 醌类正极材料的DFT计算 |
| 3.3 醌类正极材料的合成 |
| 3.3.1 杯[四]醌的合成 |
| 3.3.2 杯[四]醌的表征 |
| 3.3.2.1 核磁测试 |
| 3.3.2.2 质谱测试 |
| 3.3.2.3 红外测试 |
| 3.3.3 柱[五]醌的合成 |
| 3.3.4 柱[五]醌的表征 |
| 3.3.4.1 核磁测试 |
| 3.3.4.2 质谱测试 |
| 3.3.4.3 红外测试 |
| 3.4 醌类电极反应机理研究 |
| 3.4.1 普通电解液中的循环伏安测试 |
| 3.4.2 非原位红外测试 |
| 3.4.3 充放电测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于醌类正极丁二腈固态电池体系的构建及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 丁二腈固态电池体系的构建 |
| 4.3 C4Q-LiTFSI/SN体系电化学性能研究 |
| 4.3.1 循环伏安测试 |
| 4.3.2 充放电性能测试 |
| 4.3.3 倍率性能测试 |
| 4.3.4 电极动力学过程研究 |
| 4.3.5 浸泡实验对比照片 |
| 4.4 P5Q-NaClO_4/SN体系电化学性能研究 |
| 4.4.1 循环伏安测试 |
| 4.4.2 充放电性能测试 |
| 4.4.3 倍率性能测试 |
| 4.4.4 电极动力学过程研究 |
| 4.4.5 浸泡实验对比照片 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于醌类正极离子液体电池体系的构建及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 离子液体电池体系的构建 |
| 5.3 C4Q-Li[TFSI]/[PY13][TFSI]体系电化学性能研究 |
| 5.3.1 循环伏安测试 |
| 5.3.2 充放电性能测试 |
| 5.3.3 倍率性能测试 |
| 5.3.4 电极动力学过程研究 |
| 5.3.5 优化效果对比 |
| 5.4 P5Q-Na[TFSI]/[PY13][TFSI]体系电化学性能研究 |
| 5.4.1 循环伏安测试 |
| 5.4.2 充放电性能测试 |
| 5.4.3 倍率性能测试 |
| 5.4.4 电极动力学过程研究 |
| 5.4.5 优化效果对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于醌类正极高浓度乙腈电池体系的构建及其性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 高浓度锂盐乙腈电池体系的构建 |
| 6.3 P5Q-LiTFSI/AN体系电化学性能研究 |
| 6.3.1 循环伏安测试 |
| 6.3.2 充放电性能测试 |
| 6.3.3 倍率性能测试 |
| 6.3.4 电极动力学过程研究 |
| 6.4 优化效果对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（2）PEO基固态电解质锂盐的选择及其双盐高电压体系的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 锂离子电池简介 |
| 1.1.1 锂离子电池的结构以及工作原理 |
| 1.1.2 全固态锂金属电池 |
| 1.2 锂盐在全固态锂金属电池中的作用及影响 |
| 1.2.1 全固态锂金属电池中锂盐的作用及选择 |
| 1.2.2 电解质锂盐的分类 |
| 1.3 不同电解质锂盐的特点 |
| 1.3.1 常见无机锂盐性能 |
| 1.3.2 常见有机锂盐性能 |
| 1.4 全固态锂金属电池中锂盐的研究现状 |
| 1.4.1 锂盐存在的问题及解决方法 |
| 1.4.2 新型导电盐的研究 |
| 1.4.3 锂盐作为高电压添加剂的使用 |
| 1.5 本论文的研究内容以及意义 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料试剂及实验仪器 |
| 2.2 实验仪器设备 |
| 2.3 测试内容及测试方法 |
| 2.3.1 形貌分析与结构表征手段 |
| 2.3.2 力学及热力学性能测试 |
| 2.3.3 界面电阻 |
| 2.3.4 离子电导率 |
| 2.3.5 锂离子迁移数 |
| 2.3.6 电化学稳定性窗口 |
| 2.3.7 电化学性能 |
| 第三章 不同锂盐在PEO基聚合物固态电解质中性能探究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PEO基聚合物固态电解质膜的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同锂盐聚合物固态电解质膜的宏观形貌 |
| 3.3.2 不同锂盐聚合物固态电解质膜的微观形貌 |
| 3.3.3 不同锂盐聚合物固态电解质膜本体电阻与离子电导率测试 |
| 3.3.4 不同锂盐聚合物固态电解质膜的电池性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双盐体系PEO基聚合物固态电解质在高电压全固态锂电池中的应用探究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Li TFSI-Li ODFB双盐体系固态电解质膜的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 锂盐的选择及双盐体系合适比例的探究 |
| 4.3.2 LiTFSI-LiODFB双盐体系固态电解质膜的物理性质 |
| 4.3.3 LiTFSI-LiODFB双盐体系固态电解质膜的物理表征 |
| 4.3.4 LiTSI-LiODFB双盐体系固态电解质膜的电化学性能测试 |
| 4.3.5 LiTFSI-LiODFB双盐体系固态电解质膜的电池性能测试 |
| 4.3.6 LiTFSI-LiODFB双盐体系固态电解质膜正极界面稳定性表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（3）高氟化含硼固液混合电解质制备及其在高电压固态锂电池中的应用及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 锂离子电池简介 |
| 1.1.1 锂离子电池的发展史 |
| 1.1.2 锂离子电池的结构以及工作原理 |
| 1.2 固态锂离子电池 |
| 1.2.1 固态锂离子电池概述 |
| 1.2.2 固态电解质研究现状 |
| 1.2.3 固态锂离子电池面临的挑战 |
| 1.3 固液混合电解质 |
| 1.3.1 凝胶态聚合物电解质(GPEs) |
| 1.3.2 液体-氧化物固液混合电解质 |
| 1.3.3 液体-无机-有机复合混合电解质 |
| 1.4 固液混合电解质中液态电解质 (LE)与固态电解质 (SE)的界面反应 |
| 1.5 本论文的研究内容以及意义 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料试剂及实验仪器 |
| 2.2 测试内容及测试方法 |
| 2.2.1 形貌分析与结构表征手段 |
| 2.2.2 电化学性能表征手段 |
| 2.2.3 电池性能表征 |
| 第三章 高氟化含硼固液混合电解质制备及其电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 复合固态电解质膜的制备 |
| 3.2.2 氟化溶剂甲基(2,3,3,3-四氟-2-(2,2,3,4,4,4-六氟-3-(全氟丙氧基)丁氧基)丙基)碳酸酯(PFEMC)的合成 |
| 3.2.3 液态电解质的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 复合固态电解质膜的形貌和结构 |
| 3.3.2 复合固态电解质膜与不同成分电解液的化学相容性 |
| 3.3.3 固液混合电解质的安全性能测试 |
| 3.3.4 固液混合电解质的电化学性质表征 |
| 3.3.5 高压固态锂电池NCM622|Li的电化学性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高氟含硼固液混合电解质应用于高电压固态锂离子电池的SLEI界面机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Li~+在正极|电解质界面迁移的动力学研究 |
| 4.3.2 SLEI的形貌表征 |
| 4.3.3 SLEI的结构表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（4）烯丙基二甘醇二碳酸酯基固态聚合物电解质用于锂金属电池的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂金属电池 |
| 1.2.1 锂金属电池概述 |
| 1.2.2 锂枝晶 |
| 1.2.3 抑制锂枝晶形成的原理 |
| 1.3 聚合物固态电解质 |
| 1.3.1 聚醚基聚合物电解质 |
| 1.3.2 脂肪族聚碳酸酯基聚合物电解质 |
| 1.3.3 单离子聚合物固态电解质 |
| 1.4 本论文研究内容及意义 |
| 2.实验概述 |
| 2.1 实验药品与仪器 |
| 2.2 材料物理性质表征方法 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 傅里叶变换红外光谱测试(FT-IR) |
| 2.2.3 热重分析(TGA) |
| 2.2.4 力学性能测试 |
| 2.3 电化学性能表征方法 |
| 2.3.1 电化学窗口表征 |
| 2.3.2 离子电导率 |
| 2.3.3 离子迁移活化能 |
| 2.3.4 锂离子迁移数测试 |
| 2.3.5 固态聚合物锂电池装配 |
| 2.3.6 固态聚合物锂电池表征 |
| 3.PADC基固态聚合物电解质的电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PADC固态聚合物电解质的合成 |
| 3.3 PADC的物化性能表征 |
| 3.3.1 PADC的聚合反应分析 |
| 3.3.2 PADC的力学性能分析 |
| 3.3.3 PADC的热稳定性分析 |
| 3.4 PADC-SPE的电化学性能 |
| 3.4.1 PADC-SPE的离子电导率 |
| 3.4.2 PADC-SPE的锂迁移数 |
| 3.4.3 PADC-SPE的电化学稳定窗口 |
| 3.4.4 锂枝晶 |
| 3.4.5 PADC-SPE电池循环性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.BSPE单离子固态聚合物电解质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BSPE的物化性能分析 |
| 4.2.1 BSPE合成分析 |
| 4.2.2 BSPE的热稳定性分析 |
| 4.2.3 BSPE的力学性能分析 |
| 4.3 BSPE的电化学性能 |
| 4.3.1 BSPE的锂迁移数 |
| 4.3.2 BSPE的离子电导率 |
| 4.3.3 BSPE的电化学稳定窗口 |
| 4.3.4 锂枝晶 |
| 4.3.5 BSPE电池循环性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.结论 |
| 参考文献 |
| 缩写表 |
| 附录 |
| 致谢 |
（5）钾离子电池碳基负极材料的制备及电化学性能的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 钾离子电池正极材料 |
| 2.1.1 钾基层状过渡金属氧化物正极材料 |
| 2.1.2 普鲁士蓝及其类似物正极材料 |
| 2.1.3 聚阴离子化合物正极材料 |
| 2.1.4 其他正极材料 |
| 2.2 钾离子电池负极材料 |
| 2.2.1 碳负极材料 |
| 2.2.2 钛基负极材料 |
| 2.2.3 合金类负极材料 |
| 2.2.4 其他负极材料 |
| 2.3 钾离子电池电解质和粘结剂材料 |
| 2.3.1 电解质 |
| 2.3.2 粘结剂材料 |
| 2.4 本课题的主要研究内容 |
| 3 实验材料与表征测试方法 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 实验所需材料 |
| 3.1.2 实验所需仪器设备 |
| 3.2 材料主要的表征方法 |
| 3.2.1 X射线衍射(XRD)测试 |
| 3.2.2 拉曼(Raman)测试 |
| 3.2.3 热重分析(TGA)测试 |
| 3.2.4 差示扫描量热法(DSC)测试 |
| 3.2.5 N_2吸脱附测试 |
| 3.2.6 X射线光电子能谱(XPS)测试 |
| 3.2.7 扫描电子显微镜(SEM)测试 |
| 3.2.8 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)测试 |
| 3.3 电池的装配 |
| 3.3.1 电池极片的制备 |
| 3.3.2 2032扣式电池的装配 |
| 3.3.3 三电极电池的装配 |
| 3.4 电化学性能测试 |
| 3.4.1 恒电流充放电(GCD)测试 |
| 3.4.2 循环伏安(CV)测试 |
| 3.4.3 电化学交流阻抗(EIS)测试 |
| 4 稻壳基硬碳负极材料的制备及储钾性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稻壳基硬碳负极材料的制备 |
| 4.2.1 稻壳的热重分析 |
| 4.2.2 稻壳基硬碳负极材料的制备过程 |
| 4.3 稻壳基硬碳负极材料的形貌及结构表征 |
| 4.3.1 稻壳基硬碳负极材料的形貌表征 |
| 4.3.2 稻壳基硬碳负极材料的结构表征 |
| 4.4 稻壳基硬碳负极材料的电化学性能测试 |
| 4.4.1 稻壳基硬碳负极材料的储钾性能 |
| 4.4.2 稻壳基硬碳负极材料的储钾动力学分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 低成本高倍率多孔碳负极材料的制备及储钾性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多孔碳负极材料的的制备 |
| 5.2.1 前驱体的热重分析 |
| 5.2.2 多孔碳的制备过程 |
| 5.3 多孔碳负极材料的形貌及结构表征 |
| 5.3.1 多孔碳负极材料的形貌表征 |
| 5.3.2 多孔碳负极材料的结构表征 |
| 5.4 多孔碳负极材料的电化学性能测试 |
| 5.4.1 多孔碳负极材料的储钾性能 |
| 5.4.2 多孔碳负极材料的储钾机制及动力学分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 Fe_xP/C复合材料的制备及储钾性能的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 FeP/C复合材料的制备 |
| 6.3 FeP/C复合材料的结构及形貌表征 |
| 6.3.1 FeP/C复合材料的结构表征 |
| 6.3.2 FeP/C复合材料的形貌表征 |
| 6.4 FeP/C复合材料的电化学性能测试 |
| 6.4.1 FeP/C复合材料的储钾性能 |
| 6.4.2 FeP/C复合材料的储钾动力学分析 |
| 6.5 Fe_2P/C复合材料的制备和电化学性能测试 |
| 6.5.1 Fe_2P/C复合材料的制备和表征 |
| 6.5.2 Fe_2P/C复合材料的电化学性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 商用硬碳负极材料的储锂/钠/钾性能和SEI膜的研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 商用硬碳负极材料的形貌及结构表征 |
| 7.3 商用硬碳负极材料的电化学性能测试 |
| 7.4 商用硬碳负极材料表面SEI膜研究 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）耐高电压（聚）离子液体在锂离子电池电解质中的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池发展历程 |
| 1.2.2 锂离子电池的结构 |
| 1.2.3 锂离子电池工作原理 |
| 1.3 锂离子电池电解质 |
| 1.4 离子液体在锂离子电池电解质领域的应用 |
| 1.4.1 液态离子液体电解质 |
| 1.4.2 离子凝胶电解质 |
| 1.4.3 全固态电解质 |
| 1.5 本论文的研究内容和创新之处 |
| 1.5.1 本论文研究内容 |
| 1.5.2 本论文创新点 |
| 第二章 耐高电压离子液体用于锂离子电池电解质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 离子液体的合成 |
| 2.2.4 制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(LNMO)尖晶石电极材料 |
| 2.2.5 制备离子液体电解质 |
| 2.2.6 制备电化学器件 |
| 2.3 表征与电化学测试 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 离子液体的电化学稳定性测试 |
| 2.4.2 离子液体的降解机理 |
| 2.4.3 理论模拟计算 |
| 2.4.4 基于离子液体电解质的电池性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于聚吡咯烷鎓离子液体的凝胶电解质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 离子液体的合成 |
| 3.2.4 制备无机固态电解质Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3(LATP) |
| 3.2.5 制备离子凝胶电解质 |
| 3.2.6 制备电池器件 |
| 3.2.7 表征与测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 离子凝胶电解质结构与形貌表征 |
| 3.3.2 离子凝胶电解质热学与力学性能测试 |
| 3.3.3 离子凝胶电解质的电化学性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
（7）新型高安全性全固态电池体系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 固态电解质简介 |
| 1.2.1 无机固态电解质 |
| 1.2.1.1 Perovskite(钙钛矿)型固态电解质 |
| 1.2.1.2 NASICON型固体电解质 |
| 1.2.1.3 Garnet(石榴石)型固态电解质 |
| 1.2.1.4 硫化物固态电解质 |
| 1.2.2 聚合物固态电解质 |
| 1.2.2.1 聚醚基聚合物固态电解质 |
| 1.2.2.2 聚碳酸酯基聚合物固态电解质 |
| 1.2.2.3 聚丙烯腈基聚合物固态电解质 |
| 1.2.2.4 聚硅烷基聚合物固态电解质 |
| 1.3 全固态电池体系的研究进展 |
| 1.3.1 PEO基聚合物电解质基全固态锂/钠电池体系 |
| 1.3.2 PPC基聚合物电解质基全固态锂电池体系 |
| 1.3.3 无机固态电解质基全固态钾电池体系 |
| 1.4 本论文的主要研究内容及意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验原料与仪器设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 材料结构与形貌表征 |
| 2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 X射线光电子能谱分析仪(XPS) |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 电解质制备 |
| 2.3.2 电池组装 |
| 2.3.3 循环伏安法(CV) |
| 2.3.4 交流阻抗法(EIS) |
| 2.3.5 恒电流充放电测试 |
| 第三章 基于PPC基聚合物固态电解质的全固态钾电池研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电化学测试方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 PPC基聚合物电解质的形貌结构及电化学性能 |
| 3.3.2 PTCDA正极的结构与形貌研究 |
| 3.3.3 PTCDA/K全固态电池性能研究 |
| 3.3.4 机理分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于PEO基聚合物固态电解质的全固态钾电池研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Ni_3S_2@Ni复合物的制备 |
| 4.2.2 电化学测试方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 Ni_3S_2@Ni复合物的物相与形貌结构分析 |
| 4.3.2 PEO基聚合物电解质的电导率研究 |
| 4.3.3 Ni_3S_2/K全固态电池的电化学性能研究 |
| 4.3.4 机理分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录1: 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 附录2: 攻读硕士学位期间获得授权的发明专利 |
| 附录3: 攻读硕士学位期间获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）含硼聚合物的合成及锂离子电池性能的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 锂离子电池简介 |
| 1.2 有机电极材料 |
| 1.2.1 共轭聚合物 |
| 1.2.2 有机硫化合物 |
| 1.2.3 羰基化合物 |
| 1.2.4 有机自由基聚合物 |
| 1.2.5 其他有机电极材料 |
| 1.3 掺硼或含硼电极材料 |
| 1.4 选题背景及论文设计 |
| 第二章 含硼聚合物B-AQ的合成及锂离子电池性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 溶剂处理方式 |
| 2.2.2 实验试剂规格及厂家 |
| 2.2.3 实验测试仪器 |
| 2.2.4 聚合物B-AQ的合成 |
| 2.2.5 电极的制备与电池的组装 |
| 2.2.6 材料的结构与性能的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构分析 |
| 2.3.2 电化学分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 附录 |
| 第三章 含硼聚合物PTMA-PSBpin的合成及锂离子电池性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 溶剂处理方式 |
| 3.2.2 实验试剂规格及厂家 |
| 3.2.3 实验仪器 |
| 3.2.4 聚合物PTMA-PSBpin的合成 |
| 3.2.5 电极的制备与电池的组装 |
| 3.2.6 材料的结构与性能的表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构分析 |
| 3.3.2 电化学分析 |
| 3.3.3 PTMA-PSBpin电极材料反应机理的分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 附录 |
| 论文总结 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）金属卟啉电极材料的合成及电化学储能特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 锂离子电池简述与发展现状 |
| 1.3 锂离子有机电极材料 |
| 1.3.1 导电聚合物 |
| 1.3.2 有机硫化合物 |
| 1.3.3 有机自由基化合物 |
| 1.3.4 羰基化合物 |
| 1.3.5 其他有机化合物 |
| 1.4 卟啉化合物的应用 |
| 1.4.1 卟啉化合物简述 |
| 1.4.2 卟啉化合物在光伏领域的应用 |
| 1.4.4 卟啉化合物在能量储存系统的应用 |
| 1.5 选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法和原理 |
| 2.1 实验所用的试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂和原料 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 电池的组装 |
| 2.2.1 电池极片的制备 |
| 2.2.2 半电池的组装 |
| 2.3 样品的表征 |
| 2.3.1 核磁共振表征 |
| 2.3.2 飞行时间质谱表征 |
| 2.3.3 紫外吸收光谱与红外光谱表征 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)表征 |
| 2.3.5 电子扫描显微镜(SEM)表征 |
| 2.4.6 电化学性能及阻抗表征 |
| 第3章 含卟啉单体及聚合物的合成及其电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料的制备 |
| 3.2.2 材料的结构表征 |
| 3.2.3 材料的电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Pre和 PPre的物理性质 |
| 3.3.2 Pre与 PPre在锂离子电池中的电化学性能 |
| 3.3.3 Pre与 PPre的氧化还原活性及机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于炔基的金属卟啉电极的制备及其电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.0 卟啉金属配合物的合成 |
| 4.2.1 材料的结构表征 |
| 4.2.2 电极材料的电化学性能测试 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 材料的物理表征及热性能 |
| 4.4.2 电极在锂离子电池中的电化学性能表征 |
| 4.4.3 CuTEPP的氧化还原性能及机理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间发表的论文和专利情况 |
| 个人简介 |
（10）固态锂电池用新型聚合物电解质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池发展简史 |
| 1.2.2 锂离子电池构造 |
| 1.2.3 固态锂电池介绍 |
| 1.3 固态电解质 |
| 1.3.1 无机电解质 |
| 1.3.2 有机电解质 |
| 1.3.3 有机-无机复合电解质 |
| 1.4 聚合物电解质 |
| 1.4.1 环氧乙烷基聚合物电解质 |
| 1.4.2 硅氧烷基聚合物电解质 |
| 1.4.3 碳酸酯基聚合物电解质 |
| 1.4.4 氟基聚合物电解质 |
| 1.4.5 其它体系聚合物电解质 |
| 1.5 本课题选题依据及研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料及仪器设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 仪器设备 |
| 2.2 电解质本征物性表征 |
| 2.2.1 红外表征 |
| 2.2.2 热重表征 |
| 2.2.3 机械强度表征 |
| 2.2.4 核磁共振表征 |
| 2.2.5 X射线衍射表征 |
| 2.2.6 聚合物分子量表征 |
| 2.2.7 扫描电子显微镜表征 |
| 2.3 电解质电化学性能表征 |
| 2.3.1 界面相容性 |
| 2.3.2 离子电导率测试 |
| 2.3.3 离子迁移数测试 |
| 2.3.4 电化学稳定窗口测试 |
| 2.4 固态锂电池性能表征 |
| 2.4.1 极片制备及电池组装 |
| 2.4.2 交流阻抗谱测试 |
| 2.4.3 循环伏安曲线测试 |
| 2.4.4 充放电性能测试 |
| 2.5 液体锂电池性能表征 |
| 2.5.1 极片制备及电池组装 |
| 2.5.2 循环伏安曲线测试 |
| 2.5.3 充放电性能测试 |
| 第3章 异氰酸酯基和羟基嵌段聚合物电解质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 异氰酸酯基和羟基嵌段聚合反应机理 |
| 3.4 不同异氰酸酯基和羟基嵌段功能单元比例研究 |
| 3.4.1 不同软硬段微观结构调控 |
| 3.4.2 晶体结构与力学性能分析 |
| 3.4.3 离子电导率与电化学窗口 |
| 3.4.4 双锂界面稳定性性能分析 |
| 3.5 综合性能优良嵌段聚合物电解质本征特性研究 |
| 3.5.1 微观形貌与热稳定性的表征分析 |
| 3.5.2 离子迁移数与双锂界面表征分析 |
| 3.5.3 锂盐含量对离子电导率影响研究 |
| 3.5.4 温度因素对离子电导率影响研究 |
| 3.6 固态锂电池电化学性能 |
| 3.6.1 磷酸铁锂正极固态纽扣电池性能 |
| 3.6.2 高镍正极材料固态纽扣电池性能 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 硅烷封端聚环氧丙烷聚合物电解质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 硅烷封端聚环氧丙烷聚合物电解质制备 |
| 4.2.2 聚环氧乙烷聚合物电解质制备 |
| 4.3 硅氧烷封端聚环氧丙烷反应机理研究 |
| 4.4 硅烷封端聚环氧丙烷聚合物电解质特性研究 |
| 4.4.1 微观形貌与晶体结构表征分析 |
| 4.4.2 热稳定性与电化学窗口表征分析 |
| 4.4.3 离子迁移数与双锂界面稳定性表征分析 |
| 4.4.4 锂盐浓度对离子电导率的影响研究 |
| 4.4.5 温度对离子电导率的影响研究 |
| 4.5 固态锂电池电化学性能 |
| 4.5.1 基于磷酸铁锂正极的固态锂电池性能 |
| 4.5.2 基于高镍正极材料的固态锂电池性能 |
| 4.5.3 固态锂金属软包电池性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 聚碳酸乙烯亚乙酯聚合物电解质 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 非原位方法制备聚碳酸乙烯亚乙酯聚合物电解质 |
| 5.2.2 原位方法制备聚碳酸乙烯亚乙酯聚合物电解质 |
| 5.3 聚碳酸乙烯亚乙酯碳碳双键加成聚合机理研究 |
| 5.4 聚碳酸乙烯亚乙酯电解质链段结构构筑研究 |
| 5.4.1 引发剂含量对离子电导率的影响 |
| 5.4.2 引发剂含量对链段结构的影响 |
| 5.4.3 引发剂含量对界面性能的影响 |
| 5.5 聚碳酸乙烯亚乙酯聚合物电解质本征性能研究 |
| 5.5.1 微观形貌与晶体结构表征分析 |
| 5.5.2 热稳定性与电化学窗口表征分析 |
| 5.5.3 离子迁移数与电极界面表征分析 |
| 5.5.4 锂离子迁移运动机理分析研究 |
| 5.5.5 温度因素对离子电导率的影响研究 |
| 5.6 固态锂电池电化学性能 |
| 5.6.1 基于磷酸铁锂正极材料的固态锂电池性能 |
| 5.6.2 基于高镍正极材料的固态锂电池性能 |
| 5.6.3 基于磷酸铁锂正极的固态锂金属软包电池性能 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、含硼化合物在锂离子电池电解质中的应用（论文参考文献）
- [1]电解质体系优化用于提升醌类正极材料储锂/钠性能的研究[D]. 孙会民. 燕山大学, 2021(01)
- [2]PEO基固态电解质锂盐的选择及其双盐高电压体系的制备及性能研究[D]. 郑悦. 东北师范大学, 2021(12)
- [3]高氟化含硼固液混合电解质制备及其在高电压固态锂电池中的应用及机理研究[D]. 李欣. 东北师范大学, 2021(12)
- [4]烯丙基二甘醇二碳酸酯基固态聚合物电解质用于锂金属电池的研究[D]. 陈玉冰. 海南大学, 2021(09)
- [5]钾离子电池碳基负极材料的制备及电化学性能的研究[D]. 李文挺. 北京科技大学, 2021(02)
- [6]耐高电压（聚）离子液体在锂离子电池电解质中的应用[D]. 齐浩军. 苏州大学, 2020(02)
- [7]新型高安全性全固态电池体系研究[D]. 费慧芳. 山东大学, 2020(10)
- [8]含硼聚合物的合成及锂离子电池性能的研究[D]. 陈文豪. 兰州大学, 2020(01)
- [9]金属卟啉电极材料的合成及电化学储能特性研究[D]. 袁靖钧. 湘潭大学, 2020(02)
- [10]固态锂电池用新型聚合物电解质研究[D]. 林志远. 北京工业大学, 2020(06)
标签：电池论文; 电化学论文; 锂电池正极材料论文; 聚合物锂离子电池论文; 锂电池论文;