一、Li_(2+2x)Zn_(1-x)SiO_4水基溶胶-凝胶法合成及其离子导电性（论文文献综述）
朱焱麟[1]（2020）在《高锂离子电导率锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的制备与性能优化研究》文中认为经过近三十年的发展,锂离子电池在民用与军用领域发挥着日益重要的作用。传统锂离子电池采用电解液技术,能量密度与功率密度提升潜力有限。全固态电池具有突破上述限制的潜力,同时可以大幅提高电池的安全性。固体电解质材料是全固态电池技术的关键。氧化物固体电解质具有电化学性质稳定、环境耐受性好以及兼容锂金属负极等优点,受到学术界与工业界的重点关注。然而,与电解液相比,氧化物固体电解质室温锂离子电导率较低且制备成本较高。本文从锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的构效关系入手,发展了一套性能预测、配方快速筛选、性能优化和低成本制备的创新研究与应用方法体系,期望为新型固体电解质的制备与性能优化提供研究方法、工艺方案和启发性的科学认知。本文主要研究结果如下。1、建立机器学习模型,预测镓掺杂锂镧锆氧(Li2La3Zr2O12,LLZO)固体电解质锂离子电导率。LLZO固体电解质性能优异,是开发全固态锂电池理想的备选材料。但是,难以制备室温下稳定的高电导率立方相制约了LLZO的应用与发展。研究发现,引入镓元素有助于获得室温下稳定的立方相LLZO,但最佳掺杂含量尚有争议。本文基于对氧化物固体电解质构效关系的理解,从相关性、准确性等方面综合考虑选取材料特征参数,基于支持向量回归方法,提出了锂离子电导率预测模型,具体内容如下。（1）采用自然语言处理技术,收集了286篇文献中的470种无机材料的锂离子电导率性能数据与成分、晶体结构参数等性质数据;（2）基于锂离子在材料中输运的机理,采用逻辑回归模型,选取了7种与锂离子电导率密切相关的特征参数用于建立机器学习预测模型;（3）采用这7种特征参数作为输入参数,提出基于支持向量回归的锂离子电导率预测模型;（4）通过该模型,预测了不同镓掺杂含量（0 at.%到20 at.%）LLZO室温锂离子电导率。2、高通量实验筛选镓掺杂LLZO薄膜固体电解质的最优成分。根据机器模型筛选结果,基于元素扩散动力学机理以及薄膜结晶动力学机理,采用高通量磁控溅射技术,制备了镓掺杂LLZO样品库（0 at.%到20 at.%）。以低电子电导率与高锂离子电导率为筛选目标,采用高通量霍尔效应测试技术与电化学阻抗谱测试技术对LLZO样品库进行了电化学性能表征。表征结果显示,镓掺杂含量与LLZO电子电导率没有呈现出较强的相关性,与LLZO锂离子电导率则呈现出较强相关性。LLZO锂离子电导率随着镓掺杂含量的增加,呈现先增加后减小趋势,与模型预测变化趋势基本吻合。导致这种趋势的原因是,镓元素增强了LLZO立方相结构在室温下的稳定性,降低了锂离子在LLZO中的传输势垒,电导率增加;当占据锂位的镓元素过量时,较强的库伦斥力增加了锂离子在LLZO中的传输势垒,电导率降低。最终,通过高通量实验确定镓元素最佳掺杂比例为16 at.%。3、镓掺杂LLZO薄膜固体电解质的性能优化。锂离子在晶界处累积形成电阻较高的空间电荷层,导致晶界电阻较高,是LLZO薄膜固体电解质总体锂离子电导率较低的重要原因。基于对薄膜生长动力学以及锂离子在LLZO中输运机理的分析,通过多层磁控溅射技术,制备了由重复的LLZO/Li2CO3/Ga2O3超薄层单元组成的LLZO薄膜前驱体。将该前驱体薄膜在600℃下退火2小时,制备了具有立方相、晶粒之间分布非晶区域的高导电LLZO薄膜。非晶区域可以为锂离子提供额外的空位,减少空间电荷层厚度,降低晶界电阻,为锂离子的传输提供势垒较低的路径。受益于具有较低传输势垒的锂离子传输路径,本文提出的LLZO薄膜具有高达6.36×10-4 S/cm的室温锂离子电导率,有望应用于薄膜全固态锂电池。4、低成本制备高品质锂镧钛氧(Li0.33La0.56TiO3,LLTO)固体电解质。对钙钛矿结构的LLTO粉体材料的结晶动力学机理认识,设计了一步水热合成的方法,通过调控溶剂环境与反应温度,得到物相理想的LLTO固体电解质材料。通过变温中子衍射表征,发现利用该方法制备的LLTO粉体材料在高温下物相保持稳定,晶格参数有变大的趋势。最后,通过该方法合成的LLTO固体电解质锂离子电导率为3.1×10-5 S/cm,说明本文设计的水热合成方法具有良好的效果。总之,本文围绕新型锂离子电池固体电解质制备与性能优化研究与应用方面的关键环节与技术挑战,发展了数据驱动与高通量实验结合的成分快速搜索方法,丰富了薄膜与粉体固体电解质的工艺策略与制备方法,对以氧化物固体电解质为代表的新型固体电解质的理性设计、性能优化与放大制备有重要的指导意义。对于大规模储能、电动汽车和消费电子等涉及高性能储能技术的领域,本论文涉及的方法与技术均具有重大的实用价值。
吴亚楠[2]（2020）在《固态锂离子导体材料的制备与性能调控的研究》文中进行了进一步梳理全固态电解质是近几年的研究热点,其中NASICON型全固态电解质LATP因有较高的离子电导率、电化学稳定窗口宽和对空气的稳定性受人关注,是一种具有前景的全固态电解质。本实验研究的内容是固态锂离子导体材料的制备与性能调控的研究,采用水热合成法和一步式水热法制备多孔LATP,然后将制备的多孔LATP掺杂到非多孔LATP中,主要目标是提高锂离子电导率。（1）采用水热合成法,用CTAB和聚醚F127两种表面活性剂做模板剂,制备多孔Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3,对其形貌,孔信息,和结构进行分析测试。结果表明:CTAB做模板剂制备出了多孔LATP,孔径集中分布在3nm;聚醚F127做模板剂制备出了多孔LATP,孔径集中在3nm,4nm,6nm。（2）利用一步式水热法,用CTAB和聚醚F127两种表面活性剂做模板剂,制备多孔为Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3,对其形貌,孔信息,和结构进行分析测试。结果表明:CTAB做模板剂制备出了多孔LATP,孔径集中在2nm-6nm范围内;聚醚F127做模板剂制备出了多孔LATP,孔径集中分布在3nm和4nm。（3）研究了溶胶凝胶法非多孔LATP掺杂多孔LATP对离子电导率的影响。掺杂水热合成法CTAB做模板剂制备的多孔LATP,当掺杂比例为50wt%多孔+50wt%非多孔时,电解质性能最优,离子电导率为3.0×10-4S/cm,是纯多孔LATP(1.3×10-4S/cm)的2倍,比纯非多孔LATP(5.6×10-5S/cm)高大约一个数量级,活化能是0.23e V;掺杂水热合成法聚醚F127做模板剂制备的多孔LATP,当掺杂比例为40wt%多孔+60wt%非多孔时,电解质性能最优,离子电导率为2.1×10-4S/cm,比纯多孔LATP(6.3×10-5S/cm)和纯非多孔LATP(5.6×10-5S/cm)高了大约一个数量级,活化能是0.29e V;掺杂一步式水热法CTAB做模板剂制备的多孔LATP,当掺杂比例为50wt%多孔+50wt%非多孔时,电解质性能最优,离子电导率为3.7×10-4S/cm,是纯多孔LATP(2.4×10-4S/cm)的1.5倍,是纯非多孔LATP(1.6×10-4S/cm)的2倍多,活化能是0.29e V;掺杂一步式水热法聚醚F127做模板剂制备的多孔LATP,当掺杂比例为40wt%多孔+60wt%非多孔时,电解质性能最优,离子电导率为3.4×10-4S/cm,是纯多孔LATP(1.7×10-4S/cm)和纯非多孔LATP(1.6×10-4S/cm)的2倍多,活化能是0.28e V;实验结果表明掺杂确实有利于离子电导率的提高。
李立晗[3]（2019）在《铝掺杂LiTi2（PO4）3固态电解质的制备及性能研究》文中研究表明固态电解质LiTi2（PO4）3（LTP）相比传统的液态电解质具有安全性高、成本低、化学稳定性强等优点,受到了人们的广泛关注。本文针对固态电解质材料制备过程中易出现致密度不高、锂缺失等问题,分别通过掺杂改性、优化热处理工艺、探索最佳配锂量等方法来提高固态电解质的电化学性能,主要研究内容和结果如下:（1）对LTP固态电解质材料进行铝掺杂改性。合成了Li1+xAlxTi2-x（PO4）3（x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）固态电解质,研究了铝掺杂改性对LTP固态电解质的影响。掺Al3+量 x=0.3时制备的Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3（LATP）综合性能最优,离子电导率为3.69× 10-5 S/cm,样品内部结构和离子迁移通道尺寸得到有效改善。（2）优化了LATP固态电解质热处理工艺中的晶化温度和预合成温度。晶化温度为800℃时样品致密化程度较好,离子电导率为6.01×10-5S/cm,相比900℃时提升了62.87%。预合成温度为420℃时样品结晶性得到改善,形貌最好,离子电导率为1.01×10-4S/cm,相比350℃时提升了68.05%。（3）研究了配锂量对LATP固态电解质的影响。合成了LiyAl0.3Ti1.7（PO4）3（y=1.05、1.15、1.25、1.35、1.45、1.55、1.65）固态电解质,配锂量y=1.45时制备的Li1.45Al0.3Ti1.7（PO4）3综合性能最优,离子电导率为2.01×10-4S/cm,相比预合成温度为420℃时得到LATP的离子电导率提升了99.01%,说明锂适当过量可以一定程度上补偿高温下锂的挥发,消除配比误差,促进样品晶化,提高材料性能。（4）验证了研究所得固态电解质具有良好的电化学性能。采用最佳配锂量的Li1.45Al0.3Ti1.7（PO4）3掺杂NCM正极材料,合成了Li1.45Al0.3Ti1.7（PO4）3/NCM正极材料,掺杂后的样品循环性能和倍率特性得到改善,当掺杂量为10wt%时,1C倍率下首次放电比容量最高,为166.96mAh/g;循环50次后容量为151.95mAh/g,相比原粉提升了 14.43%:5C倍率下循环10次后放电比容量为88.52mAh/g,相比原粉提高了 63.93%,说明Li1.45Al0.3Ti1.7（PO4）3固态电解质在保护正极材料不发生副反应的同时能够提高锂离子扩散系数,显着改善电池的性能。
黄晓[4]（2018）在《石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化》文中指出目前商业锂离子电池主要采用有机电解液,其在非常规环境下存在漏液、燃烧、爆炸等安全隐患。基于无机固体陶瓷电解质的固态电池对解决传统液态电池存在的安全问题具有重要意义。此外,固态锂电池具有高比能量、长循环寿命、自放电低和可设计性强等优点,目前已被广泛应用于微电子系统和便携式电子设备等领域。发展固态电池的技术关键在于研发高性能固体电解质。一般来说,这种电解质应具备高锂离子电导率、宽的化学窗口和对电极材料的良好的化学稳定性。石榴石结构锂离子固体电解质(Li-Garnet solid electrolyte,Li7La3Zr2O12,LLZO)具备高电导率(近10-3 S cm-1),对金属锂稳定,电化学窗口宽（04V）等优点,是下一代高安全性固态锂电池的候选电解质材料之一。从2007年第一次报道至今,人们专注于该类陶瓷的掺杂和结构研究。Al、Ga、Nb、Ta等金属阳离子被尝试掺入到LLZO晶格,稳定其立方相并提高电导率;四方相与立方相的结构分析、锂离子位置标定,理解其锂离子的输运通道。然而,这类陶瓷的烧结机制和相应的工艺优化鲜有报道。LLZO含有大量碱金属元素锂（29 mol%）,与同样含大量碱金属元素钠的β′′-Al2O3类似,在其烧结过程中存在碱金属元素挥发、晶粒生长过快两个问题,难以致密化。在已发表的工作中,复杂且昂贵的热压法,等离子体烧结法以及场助力热压法被用来烧结LLZO以获得高致密度（>97%）的陶瓷。然而低成本常压烧结方法则很难获得致密度超过95%的陶瓷,需要进一步的探索和研究。本论文旨在研究LLZO的常压烧结机理和烧结工艺的优化,探索低成本制备高品质陶瓷电解质烧结方法,开展了以下研究工作:（1）立方相LLZO的烧结行为和机理:开发低成本烧结工艺该工作中,以Ta-LLZO(Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12)为基础,确认锂挥发物（volatile lithium compounds,VLC）的存在,探索VLC对陶瓷烧结和结果的影响,设计时间梯度烧结实验观察在高低VLC气氛浓度条件下的陶瓷晶粒演化,分析表征晶界和陶瓷性能以推测可能的烧结机制和确定优化的烧结制度。此后,设计低成本的LixZrOy化合物替代高成本的LLZO埋粉以补充高温烧结中锂挥发,验证烧结机制。研究并开发非铂金坩埚、无额外埋粉的烧结工艺以进一步降低LLZO的烧结成本。（2）助烧结剂La2Zr2O7（LZO）:降低烧结温度,提高电导率烧结过程中的VLC,与惰性的LZO反应,使之成为的助烧结剂:1.5La2Zr2O7+4.5Li2O（g）→Li7La3Zr2O12+Li2ZrO3在烧结中,晶界处的LZO与VLC原位反应生成高活性的LLZO和Li2ZrO3,一方面促进晶粒间传质烧结,另一方面改善晶界结合,提高电导率。此外,基于此组分小规模量产高电导率、高品质陶瓷片。（3）阻烧结剂MgO:抑制晶粒生长,提高机械强度Mg2+难以进入LLZO晶格,MgO对LLZO化学稳定,那么MgO可以作为第二相材料阻碍烧结中LLZO晶粒表面物质输运,控制晶粒生长,制备高强度的LLZO/MgO复合陶瓷。设计梯度烧结实验观察晶粒生长演化,制备陶瓷超薄片观察晶粒和晶界,分析Mg的分布位置和理解MgO的作用机制。另外,设计两步烧结法（高温短时间烧结+低温长时间培育）以进一步提高LLZO/MgO复合陶瓷的弯曲强度。（4）Nb-LLZO系统掺杂和烧结研究研究Nb=0.20.7 pfu掺杂量的Nb-LLZO的样品物相、烧结行为、陶瓷微观结构与性能,确定最佳Li空位数,探索高品质Nb-LLZO陶瓷的制备工艺和烧结条件。同时结合阻烧结剂MgO,制备不同Nb掺杂量的Nb-LLZO-MgO复合陶瓷,研究其微观形貌和性能随Nb掺杂量的变化,寻找最佳的掺杂量。（5）基于水溶剂的LLZO粉体处理和陶瓷烧结工艺针对于批量生产,设计并探索出一套基于水系的砂磨、喷雾工艺,避免使用有机溶剂带来的风险,降低粉体处理的设备、物料成本。
李颖[5]（2007）在《锂离子电池正极材料LiFePO4合成与改性研究》文中研究表明本文采用共沉淀法制备出了球形锂离子电池正极材料LiFePO4。以H3PO4、FeSO4·7H2O和LiOH·H2O为原料,柠檬酸为络合剂,制备前驱体;将前驱体进行热处理后得到LiFePO4粉体。通过对样品进行基本物化性质分析、XRD、SEM、EDS、粒度分析以及电化学测试,研究了制备球形LiFePO4的主要工艺参数,以及掺碳和离子掺杂对材料改性的影响。结果表明,实验成功制备出了平均粒径在0.5μm左右的球形LiFePO4粉体。当物料比为Fe∶P∶Li∶柠檬酸=1∶1.4∶3.4∶0.1,反应溶液浓度为0.1mol/L,pH值为9,50℃水浴加热,快速搅拌30min,可制得具有近球形形貌的前驱体。将干燥后的前驱体置于管式炉中,在氮气保护下350℃预处理8h,600℃焙烧6h,得到球形LiFePO4粉体,球形完整,表面光滑。实验通过对样品进行掺碳提高了LiFePO4的电导率。掺碳后,LiFePO4电导率由10-7提高到10-2数量级。添加的碳没有影响到LiFePO4的晶体结构。由于样品粒径均匀且细小,碳均匀地包覆在颗粒表面。颗粒之间通过碳形成不同规模的软团聚,防止了晶粒烧结,保持了晶粒的完整。样品1C（1C=100mAh/g）时的首次放电比容量为69.6mAh/g,充放电效率为92.5%,15次循环后,样品的放电容量为初始容量的91.5%。实验通过离子掺杂改善了LiFePO4的堆积密度和电化学性能。掺杂后,小粒径（< 0.5μm）颗粒的数量比未掺杂时明显增多,样品的堆积密度从0.9-1.0 g/cm3左右提高到1.3-1.4g/cm3左右。掺杂后样品的首次放电比容量（1C）均在80 mAh/g左右,循环过程中,样品的容量更为稳定,15次循环后容量仅有微量衰减。电化学性能的改善要规因于两方面,一方面,离子掺杂使晶体生成缺陷,促成了过剩电子导电;另一方面,掺杂离子替代了锂或铁的位置,形成了空穴导电。
吴显明[6]（2003）在《锂离子电池材料LiMn2O4及Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉末与薄膜的合成及性质研究》文中研究表明锂离子电池由于具有电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电小、无记忆效应、环境污染小等优点而受到了人们的广泛关注。目前商业化锂离子电池使用的正极材料多为LiCoO2，材料成本高，因此降低正极材料成本已成为锂离子电池材料研究的主要方向。另外，由于电池使用的电解质多为可燃性液态有机电解质，存在安全隐患，因此固体电解质的研究又成为锂离子电池研究的另一重要方向。作为固态锂离子电池一个分支的锂离子薄膜电池，由于可广泛应用于智能卡，CMOS基集成电路和微设备等领域，已成为近几年锂离子电池研究的一个热点。 根据锂离子及锂离子薄膜电池材料的研究现状及发展趋势，本论文围绕LiMn2O4这种很有前途的锂离子电池正极材料，以及具有高的离子电导率和较宽电化学窗口的Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3锂离子固体电解质的粉末与薄膜的合成及性质进行研究。 系统研究了热处理温度、热处理时间等因素对燃烧辅助有机酸络合法合成的LiMn2O4粉末的结构及电化学性能的影响。采用交流阻抗技术研究了LiMn2O4电极的界面过程。研究表明：合成的LiMn2O4粉末具有良好的结晶性。粉末的晶格常数、晶粒尺寸及容量随着热处理温度的升高或热处理时间的延长而逐步增大。除750℃热处理1小时合成的LiMn2O4粉末的容量衰减较快外，其它条件下合成的粉末的循环性能差别不大。LiMn2O4电极交流阻抗图谱中的两个半圆及一条直线分别代表电解液中锂离子在LiMn2O4表面的吸附、锂离子在LiMn2O4内的电荷转移反应以及锂离子在LiMn2O4内部的扩散过程。 采用旋转镀膜技术的溶液沉积法制备了LiMn2O4薄膜。讨论了制膜过程中影响薄膜质量的有关因素。系统研究常规及快速退火温度、退火时间对LiMn2O4薄膜结构及电化学性能的影响。结果表明：前驱体溶液溶剂、溶液浓度、匀胶速度、升温速度、加热分解温度和时间等对薄膜质量均有重大影响。对常规退火技术制备的LiMn2O4薄膜来说，随着退火温度的升高或退火时间的延长，制备的薄膜的容量先升高后降低。其中750℃退火10分钟或30分钟制备的薄膜具有较高的容量和良好的循环性能，一百次循环后的每次容量损失仅为0.038％和0.05％。对采用快速退火技术制备的LiMn2O4薄膜来说，随着退火温度的升高或退火时间的延长，制备的LiMn2O4薄膜的结晶性逐步变好，晶粒逐步增大，薄膜的容量也总体上呈上升趋势，薄膜具有良好的电化学性能。其中700℃、750℃、800℃退火2分钟以及750℃退火1、2、4分钟制备的LiMn2O4薄膜的晶粒尺寸大约在0.02-0.05μm之间，薄膜表面十分光滑，有利于避免薄膜电池的短路。750℃退火2分钟制备的LiMn2O4薄膜的锂离子扩散系数的数量级为10-1’cmZ污。 分别采用溶胶一凝胶法和固相反应法合成了Lil3从.3五1.7伊仇万粉末及其烧结片，对比研究了两种方法合成的Li，.3A10.3五，.7伊伍为粉末及其烧结片的结构、形貌以及电化学性能。结果表明:溶胶·凝胶法合成的Lil，3A103下1.7伊认)3烧结片更为致密，烧结片具有较高的离子电导率和较低的活化能。 以醋酸铿、硝酸铝、磷酸二氢馁、钦酸四丁醋、乙二醇甲醚及浓硝酸为原料，采用溶液沉积法制备了Lil3拟03五l.7口认为薄膜，系统研究热处理条件对Lil3A103Til，介认)3薄膜结构及电化学性能的影响。结果表明:该法制备的Li 13月03Ti;.7口o4)3薄膜表面光滑、均匀、无龟裂，薄膜具有良好的结晶性。薄膜的电化学窗口达2.4v，电子及离子电导率的数量级分别为10-1’s.cm.，和1护s.cm-‘。 提出了增大薄膜电池容量的一些方法，成功研制了以Li:3超03五:.7口认万烧结片既作为固体电解质又充当基片的（一）LINinZO涯i，.3战，3下，7伊认丫LIN位204（+）铿离子薄膜电池。初步测试结果表明，如果对这种类型薄膜电池的研制方法、条件和技术进行改进，有可能实现这种薄膜电池的产业化。
宋秀芹,陈汝芬,马建峰[7]（2000）在《Li2+2xZn1-xSiO4水基溶胶-凝胶法合成及其离子导电性》文中认为用水基溶胶凝胶法制备了锂离子导体Li2 +2xZn1 -xSiO4（0≤x≤0.5）。实验中对干凝胶的热稳定性进行了TG DTG分析。XRD谱结果表明形成了与Li3PO4 结构相关的固溶体Li2 +2xZn1 -xSiO4。TEM结果则显示晶粒尺寸为50nm左右 ,并应用交流阻抗谱技术进行了样品烧结体的电性能测试
二、Li_(2+2x)Zn_(1-x)SiO_4水基溶胶-凝胶法合成及其离子导电性（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、Li_(2+2x)Zn_(1-x)SiO_4水基溶胶-凝胶法合成及其离子导电性（论文提纲范文）
（1）高锂离子电导率锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的制备与性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 锂电池发展历史与技术瓶颈 |
| 1.2 固体电解质概述 |
| 1.2.1 硫化物固体电解质 |
| 1.2.2 其他种类固体电解质 |
| 1.3 氧化物固体电解质概述 |
| 1.3.1 钙钛矿结构固体电解质 |
| 1.3.2 石榴石型氧化物固体电解质 |
| 1.3.3 NASICON型氧化物固体电解质 |
| 1.3.4 LISICON型氧化物固体电解质 |
| 1.3.5 反钙钛矿型氧化物固体电解质 |
| 1.4 氧化物固体电解质存在的瓶颈问题 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 固体电解质制备与性能优化研究体系 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数据驱动的材料设计 |
| 2.2.1 数据驱动材料研究的工作流程 |
| 2.3 材料制备实验 |
| 2.3.1 材料实验主要试剂、仪器与设备 |
| 2.3.2 高通量组合材料实验 |
| 2.3.3 高通量叠层磁控溅射薄膜制备实验 |
| 2.3.4 水热合成法 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 高通量霍尔效应 |
| 2.4.2 X射线衍射 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜与能量色散谱 |
| 2.4.4 单球差透射电子显微镜 |
| 2.4.5 电化学阻抗谱 |
| 2.4.6 飞行时间二次离子质谱 |
| 2.4.7 变温粉末中子衍射 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于机器学习模型的氧化物固体电解质筛选方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据实验工具与实验方法 |
| 3.2.1 本文采用的机器学习模型 |
| 3.2.2 本文涉及的数据工具与方法 |
| 3.3 数据收集 |
| 3.3.1 文档获取 |
| 3.3.2 Word2vec数据抓取 |
| 3.3.3 材料数据集 |
| 3.4 特征工程 |
| 3.4.1 特征计算 |
| 3.4.2 相关性分析 |
| 3.4.3 特征选取 |
| 3.5 锂离子电导率预测模型 |
| 3.6 镓掺杂LLZO固体电解质锂离子电导率预测结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 镓掺杂LLZO固体电解质的高通量制备与筛选研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 制备镓掺杂LLZO组合材料样品库的实验设计 |
| 4.2.2 镓掺杂LLZO组合材料样品库的高通量制备 |
| 4.2.3 镓掺杂LLZO组合材料样品库的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 镓掺杂含量对LLZO薄膜电子电导率的影响 |
| 4.3.2 镓掺杂含量对LLZO薄膜锂离子电导率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 镓掺杂的LLZO薄膜固体电解质性能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 镓掺杂与碳酸锂补锂的LLZO薄膜制备 |
| 5.2.2 薄膜样品的表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 升温速率对LLZO薄膜形貌与晶粒直径的影响 |
| 5.3.2 碳酸锂补锂的LLZO薄膜制备与表征 |
| 5.3.3 后退火温度对LLZO性能的影响 |
| 5.3.4 机理分析 |
| 5.3.5 本工作的意义 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 低成本水热法制备高品质LLTO固体电解质与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 LLTO固体电解质粉体材料的制备与表征 |
| 6.2.1 反应原料的前处理 |
| 6.2.2 LLTO粉体材料的制备 |
| 6.2.3 样品表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 溶剂环境对产物物相的影响 |
| 6.3.2 反应温度对最终产物物相与形貌的影响 |
| 6.3.3 LLTO粉体材料在较高温度下物相稳定性分析 |
| 6.3.4 LLTO固体电解质的电化学性能 |
| 6.4 本章小节 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.1.1 研究中遇到的问题解决方法 |
| 7.1.2 全文总结与创新点 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）固态锂离子导体材料的制备与性能调控的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 可充电锂离子电池工作原理 |
| 1.3 锂离子电池电解质类型 |
| 1.3.1 液态电解质 |
| 1.3.2 离子液体 |
| 1.3.3 聚合物电解质 |
| 1.3.4 无机固态电解质 |
| 1.4 固态电解质类型 |
| 1.4.1 LISICON型锂离子导体 |
| 1.4.2 钙钛矿型Li离子导体 |
| 1.4.3 石榴石型锂离子导体 |
| 1.4.4 NASICON型锂离子导体 |
| 1.5 研究现状 |
| 1.5.1 高温固相法 |
| 1.5.2 溶胶凝胶法 |
| 1.5.3 其他方法 |
| 1.6 固态电解质LATP的应用 |
| 1.7 论文选题目的与研究内容 |
| 第2章 实验试剂及仪器 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验方法步骤 |
| 2.3.1 水热合成法制备多孔LATP |
| 2.3.2 一步式水热合成法合成多孔LATP |
| 2.3.3 非多孔 LATP掺杂多孔 LATP |
| 2.4 材料表征及其性能测试 |
| 2.4.1 材料表征 |
| 2.4.2 材料性能测试 |
| 第3章 水热合成法制备多孔LATP |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水热合成法制备多孔LATP |
| 3.2.1 CTAB做模板剂 |
| 3.2.2 F127做模板剂 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 一步式水热法制备多孔LATP |
| 4.1 引言 |
| 4.2 一步式水热合成法制备多孔LATP |
| 4.2.1 CTAB做模板剂 |
| 4.2.2 F127做模板剂 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 非多孔 LATP掺杂多孔 LATP |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非多孔 LATP掺杂多孔 LATP |
| 5.2.1 掺杂水热合成法CTAB做模板剂制备的多孔LATP |
| 5.2.2 掺杂水热合成法F127做模板剂制备的多孔LATP |
| 5.2.3 掺杂一步式水热法CTAB做模板剂制备的多孔LATP |
| 5.2.4 掺杂一步式水热法F127做模板剂制备的多孔LATP |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）铝掺杂LiTi2（PO4）3固态电解质的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简述 |
| 1.2.1 锂离子电池的工作原理 |
| 1.2.2 锂离子电池的优点 |
| 1.2.3 锂离子电池存在问题及解决方案 |
| 1.3 固态电解质种类及研究现状 |
| 1.3.1 硫化物体系 |
| 1.3.2 NASICON型结构体系 |
| 1.3.3 钙钛矿型结构体系 |
| 1.3.4 LISICON型结构体系 |
| 1.3.5 石榴石型结构体系 |
| 1.4 NASICON型结构LiTi_2(PO_4)_3(LTP)体系材料研究现状 |
| 1.5 论文选题目的与研究内容 |
| 2 实验方案 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料制备方法 |
| 2.3.1 不同掺Al~(3+)量固态电解质的制备工艺 |
| 2.3.2 不同热处理温度固态电解质的制备工艺 |
| 2.3.3 不同配锂量固态电解质的制备工艺 |
| 2.3.4 固态电解质烧结片的制备工艺 |
| 2.3.5 正极材料的制备工艺 |
| 2.4 材料的表征及性能测试 |
| 2.4.1 材料表征 |
| 2.4.2 性能测试 |
| 3 LTP固态电解质的元素掺杂改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LTP固态电解质的Al~(3+)掺杂改性研究 |
| 3.2.1 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质结构的影响 |
| 3.2.2 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质形貌的影响 |
| 3.2.3 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质致密度的影响 |
| 3.2.4 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质交流阻抗的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 LATP固态电解质的热处理工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LATP固态电解质的晶化温度研究 |
| 4.2.1 晶化温度对LATP固态电解质结构的影响 |
| 4.2.2 晶化温度对LATP固态电解质形貌的影响 |
| 4.2.3 晶化温度对LATP固态电解质致密度的影响 |
| 4.2.4 晶化温度对LATP固态电解质交流阻抗的影响 |
| 4.3 LATP固态电解质的预合成温度研究 |
| 4.3.1 预合成温度对LATP固态电解质结构的影响 |
| 4.3.2 预合成温度对LATP固态电解质形貌的影响 |
| 4.3.3 预合成温度对LATP固态电解质致密度的影响 |
| 4.3.4 预合成温度对LATP固态电解质交流阻抗的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 配锂量对LATP固态电解质性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同配锂量合成LATP固态电解质的性能表征 |
| 5.2.1 配锂量对LATP固态电解质结构的影响 |
| 5.2.2 配锂量对LATP固态电解质形貌的影响 |
| 5.2.3 配锂量对LATP固态电解质致密度的影响 |
| 5.2.4 配锂量对LATP固态电解质交流阻抗的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 固态电解质对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NCM)正极材料的改性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3对NCM正极材料的改性研究 |
| 6.2.1 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料结构的影响 |
| 6.2.2 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料形貌的影响 |
| 6.2.3 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料电化学性能的影响 |
| 6.2.4 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料交流阻抗的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池技术的工作原理 |
| 1.2.2 锂离子电池电解质的基本类型和特点 |
| 1.2.2.1 有机液体 |
| 1.2.2.2 无机物 |
| 1.2.2.3 聚合物 |
| 1.2.3 下一代锂离子电池及其进展 |
| 1.2.3.1 锂硫电池 |
| 1.2.3.2 全固态电池 |
| 1.3 石榴石结构锂离子固体电解质 |
| 1.3.1 结构 |
| 1.3.1.1 石榴石晶体结构和衍生的锂离子电解质 |
| 1.3.1.2 四方相与立方相Li_7La_3Zr_2O_(12) |
| 1.3.1.3 c-LLZO中的锂离子迁移 |
| 1.3.2 掺杂 |
| 1.3.2.1 Li位掺杂 |
| 1.3.2.2 Zr位掺杂 |
| 1.3.3 制备 |
| 1.3.3.1 陶瓷块体 |
| 1.3.3.2 陶瓷薄膜 |
| 1.3.4 稳定性 |
| 1.3.4.1 Li-Garnet与水的离子交换 |
| 1.3.4.2 Li/LLZO界面润湿性 |
| 1.3.4.3 Li/LLZO/Li对称电池循环中陶瓷内部锂枝晶问题 |
| 1.3.5 基于LLZO的固态电池 |
| 1.4 论文的选题思路和技术路线 |
| 第2章 材料性能表征和实验方法 |
| 2.1 主要仪器实验设备 |
| 2.2 材料的结构表征和物理性能测试 |
| 2.2.1 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.3 三点弯曲试验 |
| 2.2.4 激光粒度分析 |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 交流阻抗法 |
| 2.3.2 循环伏安法 |
| 2.3.3 恒电流充放电测试 |
| 第3章 Li_7La_3Zr_2O_(12)常压烧结行为和机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LLZO烧结中VLC的存在性和作用 |
| 3.2.1 材料制备与陶瓷烧结 |
| 3.2.2 表征结果分析和讨论 |
| 3.2.2.1 Ta-LLZO粉体的物相、粒度与形貌 |
| 3.2.2.2 证实VLC的存在 |
| 3.2.2.3 不同VLC浓度中、1250℃下烧结5h的Ta-LLZO |
| 3.2.2.4 VLC浓度对LLZO晶粒演化的影响 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 低成本Li_xMO_y化合物替代LLZO埋粉 |
| 3.3.1 材料制备 |
| 3.3.2 结果分析与讨论 |
| 3.3.2.1 使用Nb-LLZO埋粉烧结的对照样 |
| 3.3.2.2 Li_5AlO_4,Li_2TiO_3 Li_2SiO_3 and Li_4SiO_4埋粉 |
| 3.3.2.3 (Li_2O)_x-(ZrO_2)_(1-x)埋粉 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 无埋粉烧结工艺 |
| 3.4.1 材料制备 |
| 3.4.2 表征结果分析与讨论 |
| 3.4.2.1 粉体和素坯 |
| 3.4.2.2 坩埚材质对Li15素坯的烧结结果的影响 |
| 3.4.2.3 锂过量对Pt和MgO坩埚中LLZO烧结的影响 |
| 3.4.2.4 小结 |
| 3.5 本章总结 |
| 第4章 助烧结剂La_2Zr_2O_7提高Li_7La_3Zr_2O_(12)陶瓷电导率 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 La_2Zr_2O_7在Ta-LLZO陶瓷中的助烧结作用和机制 |
| 4.2.1 材料制备 |
| 4.2.2 结果与分析 |
| 4.2.2.1 粉体粒度、形貌 |
| 4.2.2.2 Ta-LLZO+LZO陶瓷物相、性能、微观结构 |
| 4.2.2.3 微观结构与助烧结机理 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 基于Ta-LLZO-LZO体系的高品质Li~+电解质陶瓷 |
| 4.3.1 材料制备 |
| 4.3.2 结果与分析 |
| 4.3.2.1 粉体粒度与陶瓷实物图 |
| 4.3.2.2 陶瓷阻抗谱、电导率、致密度、断面形貌 |
| 4.3.2.3 实验室规模生产LLZO电解质陶瓷片 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 阻烧结剂MgO提高Li_7La_3Zr_2O_(12)陶瓷强度 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ta-LLZO-MgO复合陶瓷 |
| 5.2.1 材料制备 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.2.2.1 物相 |
| 5.2.2.2 致密度、强度和微观结构 |
| 5.2.2.3 MgO分布 |
| 5.2.2.4 陶瓷电导率、活化能 |
| 5.2.2.5 电池测试结果 |
| 5.2.3 小结 |
| 5.3 MgO在复合陶瓷烧结过程中的作用 |
| 5.3.1 材料制备 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.3.2.1 砂磨粉体粒度、形貌表征 |
| 5.3.2.2 陶瓷烧结、外观、微观形貌 |
| 5.3.2.3 复合陶瓷的物相、致密度、电导率、断裂强度 |
| 5.3.2.4 MgO的作用 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 两步法烧结制备高强度复合陶瓷 |
| 5.4.1 材料制备 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.4.3 小结 |
| 5.5 本章总结 |
| 第6章 Nb-LLZO掺杂研究与烧结优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Li_(7-x)La_3Zr_(2-x)Nb_xO_(12)(x=0.2-0.7)陶瓷烧结与性能 |
| 6.2.1 材料制备 |
| 6.2.2 结果与讨论 |
| 6.2.2.1 Nb-LLZO粉体、陶瓷的物相和微观结构 |
| 6.2.2.2 Nb-LLZO陶瓷的致密度与电导率 |
| 6.2.3 小结 |
| 6.3 Li_(7-x)La_3Zr_(2-x)Nb_xO_(12)-MgO(x=0. 2-0.7)复合陶瓷烧结与性能 |
| 6.3.1 材料制备 |
| 6.3.2 结果与分析 |
| 6.3.2.1 陶瓷烧结与微观结构 |
| 6.3.2.2 Nb-LLZO-MgO复合陶瓷的致密度和电化学性能 |
| 6.3.3 小结 |
| 6.4 本章总结 |
| 第7章 水基溶剂制备Li_7La_3Zr_2O_(12)固体电解质的方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 材料制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 砂磨与喷雾制备的粉体、素坯和陶瓷 |
| 7.3.2 纯Ta-LLZO、Ta-LLZO-MgO复合陶瓷的晶粒形貌演化和电化学性能 |
| 7.3.3 普通干燥法制备的Ta-LLZO-MgO复合陶瓷粉体、素坯和陶瓷 |
| 7.3.4 基于Ta-LLZO-MgO的锂硫电池 |
| 7.4 本章总结 |
| 第8章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）锂离子电池正极材料LiFePO4合成与改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| §1-1 引 言 |
| §1-2 锂离子电池正极材料 |
| 1-2-1 锂离子电池结构和工作原理 |
| 1-2-2 常规正极材料的比较 |
| §1-3 新型正极材料LiFePO_4 |
| 1-3-1 LiFePO_4的特点 |
| 1-3-2 LiFePO_4物质结构 |
| 1-3-3 LiFePO_4的充放电过程 |
| §1-4 LiFePO_4合成的国内外研究现状 |
| 1-4-1 固相合成法 |
| 1-4-2 湿化学合成法 |
| §1-5 LiFePO_4改性的国内外研究现状 |
| 1-5-1 LiFePO_4存在的问题 |
| 1-5-2 改善LiFePO_4导电性能的主要方法 |
| 1-5-3 提高LiFePO_4的填充密度 |
| §1-6 论文研究的目的与意义 |
| 第二章 实验方法 |
| §2-1 实验仪器和药品 |
| §2-2 材料的制备工艺 |
| §2-3 材料的检测与表征方法 |
| 2-3-1 材料表征 |
| 2-3-2 Fe~(2+)含量的测定 |
| 2-3-3 碳含量的测定 |
| 2-3-4 PO_4~(3-)含量测定 |
| 2-3-5 堆积密度ρ测定 |
| 2-3-6 电导率σ测定 |
| 2-3-7 热分析 |
| 2-3-8 粒度分析 |
| 2-3-9 电化学性能测试 |
| 第三章 LiFePO_4合成工艺参数优化 |
| §3-1 物料比 |
| 3-1-1 反应方程式 |
| 3-1-2 物料比 |
| §3-2 前驱体制备参数的确定 |
| 3-2-1 浓度影响 |
| 3-2-2 pH值影响 |
| 3-2-3 搅拌工艺影响 |
| §3-3 热处理工艺 |
| 3-3-1 TG-DTA分析 |
| 3-3-2 预处理工艺 |
| 3-3-3 高温热处理工艺 |
| 3-3-4 材料热处理后的变化 |
| §3-4 本章小结 |
| 第四章 LiFePO_4的改性研究 |
| §4-1 掺碳改性 |
| 4-1-1 掺碳方式 |
| 4-1-2 掺碳量 |
| §4-2 离子掺杂改性 |
| 4-2-1 离子掺杂实验 |
| 4-2-2 实验结果 |
| §4-3 电化学测试 |
| §4-4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的相关科研成果 |
（6）锂离子电池材料LiMn2O4及Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉末与薄膜的合成及性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 二次锂离子电池的原理及特性 |
| 1.1.1 二次锂离子电池的发展 |
| 1.1.2 锂离子电池的工作原理 |
| 1.1.3 锂离子电池的特性 |
| 1.2 锂离子电池正极材料的研究进展 |
| 1.2.1 锂离子电池正极材料的要求 |
| 1.2.2 锂钴氧(LiCoO_2)正极材料 |
| 1.2.3 锂镍氧(LiNiO_2)正极材料 |
| 1.2.4 尖晶石型锂锰氧(LiMn_2O_4)正极材料 |
| 1.2.5 其它正极材料 |
| 1.3 锂离子固体电解质 |
| 1.3.1 锂离子固体电解质的优点 |
| 1.3.2 晶态锂离子固体电解质的研究现状 |
| 1.3.2.1 具有LISICON结构的锂离子固体电解质 |
| 1.3.2.2 具有NASICON结构的锂离子固体电解质 |
| 1.3.2.3 具有钙钛矿结构的锂离子固体电解质 |
| 1.3.3 非晶态锂离子固体电解质的研究现状 |
| 1.3.3.1 氧化物型玻璃态锂离子固体电解质 |
| 1.3.3.2 硫化物型玻璃态锂离子固体电解质 |
| 1.3.3.3 氧化物与硫化物混合型锂离子固体电解质 |
| 1.4 锂离子薄膜电池 |
| 1.5 本论文研究的内容及目的 |
| 第二章 燃烧辅助有机酸络合法合成尖晶石锰酸锂 |
| 2.1 实验 |
| 2.1.1 LiMn_2O_4粉末的合成 |
| 2.1.2 热分析 |
| 2.1.3 物相分析及晶胞参数的测定 |
| 2.1.4 LiMn_2O_4粉末的形貌分析 |
| 2.1.5 电极测试体系 |
| 2.1.5.1 正极制备 |
| 2.1.5.2 负极制备 |
| 2.1.5.3 隔膜与电解液 |
| 2.1.5.4 二电极实验电池的组装 |
| 2.2 电化学性能的测试 |
| 2.3 反应原理 |
| 2.4 空气中点燃后得到的LiMn_2O_4前驱体的X射线衍射分析 |
| 2.5 热处理条件对LiMn_2O_4粉末结构、形貌的影响 |
| 2.5.1 热处理条件对LiMn_2O_4粉末结构的影响 |
| 2.5.2 热处理条件对LiMn_2O_4粉末形貌的影响 |
| 2.6 LiMn_2O_4粉末的电化学性质 |
| 2.6.1 LiMn_2O_4粉末的循环伏安特性 |
| 2.6.2 LiMn_2O_4粉末的首次充放电特性 |
| 2.6.3 热处理条件对LiMn_2O_4粉末循环特性的影响 |
| 2.7 锂离子在LiMn_2O_4正极材料中的界面过程研究 |
| 2.7.1 锂离子电池正极材料的嵌脱锂反应过程 |
| 2.7.2 LiMn_2O_4电极的交流阻抗及等效电路 |
| 2.7.3 LiMn_2O_4电极等效电路的合理性验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 采用旋转镀膜技术的溶液沉积法制膜原理及LiMn_2O_4薄膜的制备 |
| 3.1 溶液沉积法简介 |
| 3.1.1 前驱体溶液的配制 |
| 3.1.2 湿膜的制备 |
| 3.1.3 无机非晶态薄膜的形成及薄膜的晶化 |
| 3.2 LiMn_2O_4薄膜的制备 |
| 3.2.1 原料及其处理 |
| 3.2.2 LiMn_2O_4前驱体溶液的配制及LiMn_2O_4薄膜的制备 |
| 3.3 LiMn_2O_4薄膜制备过程中的有关影响因素 |
| 3.3.1 溶剂的选择 |
| 3.3.2 前驱体溶液浓度和粘度对薄膜质量的影响 |
| 3.3.3 匀胶速度对薄膜质量的影响 |
| 3.3.4 升温速度对薄膜质量的影响 |
| 3.3.5 加热分解温度及时间对薄膜质量的影响 |
| 3.3.6 退火温度与时间对薄膜结晶性、薄膜晶粒及致密性等的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 溶液沉积法制备的LiMn_2O_4薄膜的性质研究 |
| 4.1 实验 |
| 4.1.1 LiMn_2O_4薄膜的物相检测及表面形貌分析 |
| 4.1.2 电极测试体系 |
| 4.1.3 LiMn_2O_4薄膜的充放电特性 |
| 4.1.4 循环伏安测试 |
| 4.1.5 交流阻抗测试 |
| 4.2 LiMn_2O_4薄膜的结构及形貌分析 |
| 4.2.1 LiMn_2O_4薄膜的X射线衍射 |
| 4.2.2 LiMn_2O_4薄膜的晶格常数 |
| 4.2.3 LiMn_2O_4薄膜的表面形貌 |
| 4.3 LiMn_2O_4薄膜的电化学性质 |
| 4.3.1 LiMn_2O_4薄膜的循环伏安 |
| 4.3.2 退火条件对LiMn_2O_4薄膜放电特性的影响 |
| 4.3.3 LiMn_2O_4薄膜电极的交流阻抗 |
| 4.4 尖晶石LiMn_2O_4的Jahn-Teller效应 |
| 4.4.1 八面体配位的Jahn-Teller效应 |
| 4.4.2 尖晶石LiMn_2O_4结构的畸变 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 LiMn_2O_4薄膜的快速退火制备及其性质研究 |
| 5.1 实验 |
| 5.1.1 LiMn_2O_4薄膜的制备 |
| 5.1.2 薄膜的物相检测及形貌分析 |
| 5.1.3 薄膜的电化学性能测试 |
| 5.1.4 LiMn_2O_4薄膜电极中锂离子扩散系数的测定 |
| 5.2 快速退火制备的LiMn_2O_4薄膜的结构及形貌分析 |
| 5.2.1 薄膜的X射线衍射分析 |
| 5.2.2 LiMn_2O_4薄膜的形貌分析 |
| 5.3 LiMn_2O_4薄膜的电化学性质 |
| 5.3.1 LiMn_2O_4薄膜的循环伏安特性 |
| 5.3.2 LiMn_2O_4薄膜的充放电特性 |
| 5.4 锂离子在LiMn_2O_4薄膜电极中的扩散系数 |
| 5.4.1 恒电位阶跃法测定锂离子在LiMn_2O_4薄膜中的扩散系数的基本原理 |
| 5.4.2 锂离子在LiMn_2O_4薄膜电极中的扩散系数测定 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 锂离子固体电解质Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉末的合成及其性质研究 |
| 6.1 固体电解质的特征及LiTi_2(PO_4)_3的结构 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 溶胶-凝胶法合成Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉末及其烧结片 |
| 6.2.2 固相反应法合成Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉末及其烧结片 |
| 6.2.3 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3前驱体的热分析 |
| 6.2.4 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3的结构及形貌分析 |
| 6.2.5 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3离子电导率的测试 |
| 6.3 两种合成方法的Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3前驱体粉末的热分析 |
| 6.4 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉末及烧结片的结构及形貌 |
| 6.4.1 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉末的X射线衍射 |
| 6.4.2 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉末及烧结片的形貌 |
| 6.5 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3烧结片的交流阻抗和离子电导率 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 锂离子固体电解质Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的制备及其性质研究 |
| 7.1 实验 |
| 7.1.1 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的制备 |
| 7.1.2 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3干凝胶的热分析 |
| 7.1.3 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的物相检测及形貌分析 |
| 7.1.4 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的电化学窗口测试 |
| 7.1.5 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜电子电导率及离子电导率的测试 |
| 7.2 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3干凝胶的热分析 |
| 7.3 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的结构及形貌分析 |
| 7.3.1 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的X射线衍射分析 |
| 7.3.2 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的形貌 |
| 7.4 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的电化学窗口 |
| 7.5 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的电子绝缘性能 |
| 7.6 Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3薄膜的离子电导率 |
| 7.7 本章小结 |
| 第八章 薄膜电池的有关构想及无基片(-)/LiMn_2O_4／Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3／LiMn_2O_4／(+)锂离子薄膜电池的研制 |
| 8.1 薄膜电池的一般结构 |
| 8.2 具有高电压的薄膜电池组 |
| 8.3 增大薄膜电池容量的手段和方法 |
| 8.4 固体电解质烧结片充当基片的薄膜电池的提出 |
| 8.5 固体电解质烧结片充当基片的薄膜电池的研制 |
| 8.5.1 (-)LiMn_2O_4／Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3／LiMn_2O_4(+)薄膜电池的提出 |
| 8.5.2 (-)LiMn_2O_4／Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3／LiMn_2O_4(+)薄膜电池的制备 |
| 8.6 (-)LiMn_2O_4／Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3／LiMn_2O_4(+)薄膜电池的电化学性能 |
| 8.7 本章小结 |
| 第九章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、Li_(2+2x)Zn_(1-x)SiO_4水基溶胶-凝胶法合成及其离子导电性（论文参考文献）
- [1]高锂离子电导率锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的制备与性能优化研究[D]. 朱焱麟. 电子科技大学, 2020(01)
- [2]固态锂离子导体材料的制备与性能调控的研究[D]. 吴亚楠. 华北电力大学, 2020
- [3]铝掺杂LiTi2（PO4）3固态电解质的制备及性能研究[D]. 李立晗. 西安理工大学, 2019(08)
- [4]石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化[D]. 黄晓. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2018(12)
- [5]锂离子电池正极材料LiFePO4合成与改性研究[D]. 李颖. 河北工业大学, 2007(06)
- [6]锂离子电池材料LiMn2O4及Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉末与薄膜的合成及性质研究[D]. 吴显明. 中南大学, 2003(04)
- [7]Li2+2xZn1-xSiO4水基溶胶-凝胶法合成及其离子导电性[J]. 宋秀芹,陈汝芬,马建峰. 无机化学学报, 2000(01)