新型固態(tài)薄膜電池及性能研究.pdf

1、復(fù)旦大學(xué)博士學(xué)位論文新型固態(tài)薄膜電池及性能研究姓名：余樂申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：物理化學(xué)指導(dǎo)教師：傅正文20110315和表征，從而探討其電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。主要包括以下體系：一異質(zhì)納米混合物L(fēng)i2SeMSex(M=Cu、Sb)薄膜的制備及其電化學(xué)性能研究(正文第三章，第四章)。我們首次采用脈沖激光沉積技術(shù)，通過調(diào)節(jié)靶的組成與脈沖激光沉積的參數(shù)，制備顆粒在納米尺度的Li2SeMSex(M=Cu、Sb)儲(chǔ)鋰薄膜電極。通過對其電化學(xué)過程的表征和

2、充放電過程中薄膜組分和結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)該類納米薄膜在充放電循環(huán)過程中都包含了含鋰惰性基質(zhì)Li2Se可逆的分解和生成的過程。充放電反應(yīng)機(jī)理有別于傳統(tǒng)的鋰離子脫嵌過程，而是一種可逆轉(zhuǎn)換反應(yīng)，主要包含了金屬硒化物MSex和Li2Se的可逆轉(zhuǎn)換反應(yīng)。在研究Li2Se—Sb2Se3體系的過程中還意外的發(fā)現(xiàn)了在充電之后的產(chǎn)物中有Sb2Se5的生成，這是首次合成出這個(gè)物質(zhì)，說明電化學(xué)合成是一種可行的合成手段，可用于合成一些常規(guī)手段不易合成的高價(jià)金屬化

3、合物。二雙陰離子型化合物FeOF薄膜電極的的制備及其電化學(xué)性能研究(正文第五章)。首次采用脈沖激光沉積法制各了FeOF納米復(fù)合薄膜電極。電化學(xué)表征結(jié)果顯示其首次放電可得到884mAh／g的比容量，隨后的可逆容量為約為629mAh／g，平均每次循環(huán)容量衰減小于01％。研究發(fā)現(xiàn)其在充放電過程中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，既包括FeOF放電生成Fe、Fe203、LiF的不可逆轉(zhuǎn)化反應(yīng)，也包括Fe和Fe203的可逆轉(zhuǎn)化反應(yīng)。本論文對異質(zhì)納米混合物L(fēng)i2S

4、eMSex(M=Cu、Sb)薄膜的研究為在電勢驅(qū)動(dòng)下含鋰惰性基質(zhì)被金屬化合物可逆的分解和生成提供了直接的證據(jù)，將轉(zhuǎn)化機(jī)理引入了正極材料的設(shè)計(jì)，并通過電化學(xué)合成法首次成功制備了SbESe5，提供了一條合成高價(jià)金屬化合物的途徑。對FeOF薄膜電極的研究首次將雙陰離子化合物作為薄膜鋰離子電池負(fù)極材料，證明了在轉(zhuǎn)化機(jī)理中，兩種含鋰惰性基質(zhì)之間存在電化學(xué)反應(yīng)選擇性，這對制備和研究新型的高性能儲(chǔ)鋰材料具有一定的指導(dǎo)意義。論文的第二部分是對于M／Xn