MnO2-RGO-Li7La3Zr2O12-LiCoO2全固態(tài)鋰離子電池的制備及電化學性能研究.pdf

1、由于全固態(tài)鋰離子電池能夠有效避免傳統(tǒng)鋰離子電池因為使用液態(tài)有機電解質產(chǎn)生的安全隱患，同時能夠簡化電池結構和提高電池能量密度，因而受到廣泛關注。全固態(tài)鋰離子電池主要由正極，負極和固體電解質三部分組成。MnO2作為一種新型負極材料，具有較高的理論比容量，價格低廉，資源豐富等諸多優(yōu)點而備受關注。Garnet型Li7La3Zr2O12具有較高的離子導電率和優(yōu)良的化學穩(wěn)定性等特性，已成為當前最具潛力的固體電解質之一。本文的主要工作和結論如下：

2、r>　?。?）MnO2/RGO復合材料的制備及電化學性能研究。
　　純的MnO2在充放電過程中，存在較大的體積膨脹和快速的容量損失，因而具有較差的電化學性能。本文采取石墨烯復合MnO2制備MnO2/RGO復合材料，改善MnO2電化學性能。由于石墨烯的負載能夠有效緩解MnO2不可逆體積膨脹，縮短鋰離子和電子的傳輸距離，增加鋰離子的活性反應位點，因而 MnO2/RGO復合材料的電化學性能較純的MnO2有明顯改善。海膽狀?-MnO2/R

3、GO，近六邊形?-MnO2/RGO和納米球?-MnO2/RGO復合材料在電流密度為100 mA g-1，循環(huán)50次的放電容量分別為602.4，448.9和528.5 mAh g-1，即使在大電流密度1000 mA g-1條件下，其放電容量仍分別保持在310.3 mAh g-1，159.5 mAh g-1和226 mAh g-1。
　　（2）Al摻雜Li7La3Zr2O12無機固態(tài)電解質的制備及電化學性能研究。
　　對于無機固

4、體電解質Li7La3Zr2O12，通過少量Al摻雜降低Li7La3Zr2O12的合成溫度，并提高其離子導電率。其中800-950 oC的燒結溫度和0.1-0.4 moL的Al摻雜含量能夠獲得立方相 Li7La3Zr2O12。根據(jù)燒結溫度和 Al摻雜含量的數(shù)據(jù)確定最佳的Li7La3Zr2O12合成參數(shù)為：燒結溫度為900 oC，Al摻雜含量為0.3 moL，此條件下制備的Li7La3Zr2O12樣品常溫下離子導電率為2.11×10-4 S

5、 cm-1，25-65 oC溫度區(qū)間的激活能為0.336 eV。
　?。?） MnO2/RGO-Li7La3Zr2O12-LiCoO2全固態(tài)鋰離子電池的組裝及電化學性能研究。
　　MnO2/RGO為負極材料，Li7La3Zr2O12為電解質，LiCoO2為正極材料，組裝全固態(tài)鋰離子電池。作為對比，本文組裝了對應的液態(tài)鋰離子電池，其中電解質為液態(tài)有機電解質LiPF6(1 moL/L，EC:DEC=1:1)。全固態(tài)鋰離子電池可在