锂离子电池正极材料和正、负极固体电解质中间相的谱学研究

摘要

该论文研究了表面改性对正极材料的影响及正、负极的SEI膜,主要内容为:1.用化学沉积法将银沉积在锂离子电池正极材料LiCoO<,2>的颗粒表面.2.将表面包覆Al<,2>O<,3>的纳米LiCoO<,2>和表面未经包覆的纳米LiCoO<,2>分别浸泡在电解质溶剂1M EC/DMC中相当长一段时间后,利用电感耦合等离子发射光谱(ICP)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱及电化学性能测试对其进行分析研究.3.用化学沉积法将银沉积在锂离子电池负极材料硬碳球(HCS)颗粒表面,通过比较电解液浸泡表面包覆银岛膜前后HCS的拉曼光谱,证明了在HCS表面沉积银岛膜的确具有表面增强拉曼散射(SERS)效应.综上所述,我们将化学沉积银镜法制作SERS活性衬底从常用的玻璃或硅基等光滑表面扩展到实用的锂离子电池粉末电极材料,拓展了SERS的应用范围.利用SERS效应研究锂离子电池正、负极材料表面SEI膜的性质,为拉曼光谱对电极材料的SEI膜进行原位研究奠定了基础,这对今后研究SEI膜形成的机制有很大帮助,而且也证明了SERS可以作为一种合适的探测手段来研究锂离子电池中的界面问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1拉曼光谱简介

1.1.1拉曼散射的基本概念

1.1.2拉曼散射的基本类型

1.1.3拉曼散射光谱的应用

1.1.4表面增强拉曼散射(SERS)

§1.2锂离子电池概述

1.2.1锂离子电池的发展

1.2.2锂离子电池的优点

1.2.3锂离子电池工作原理

1.2.4锂离子电池组成

1.2.5当前锂离子电池发展的主要方向

§1.3表面钝化膜的概述

1.3.1表面钝化膜的概述

1.3.2 SEI膜的影响因素

1.3.3 钝化膜的形成机理及成分鉴定

1.3.4 SEI膜的模拟模型

1.3.5 SEI膜的研究方法与技术

§1.4粉体表面改性简介

§1.5论文的研究内容

参考文献

第二章锂离子二次电池正极表面SEI膜的SERS研究

§2.1引言

§2.2三电极体系

2.2.1实验

2.2.2结果与讨论

§2.3电解液浸泡LiCoO2正极材料SEI膜的研究

2.3.1实验

2.3.2结果与讨论

§2.4本章小结

参考文献

第三章电解质溶剂浸泡对正极材料LiCoO2结构及电化学性能的影响

§3.1引言

§3.2表面包覆A12O3的纳米LiCoO2的制备

§3.3电解质溶剂对正极材料LiCoO2结构的影响

3.3.1实验

3.3.2结果与讨论

§3.4电解质溶剂对正极材料LiCoO2结构的影响电化学性能的研究

3.4.1实验

3.4.2结果与讨论

§3.5本章小结

参考文献

第四章锂离子电池负极材料SEI膜的初步研究

§4.1引言

§4.2三电极体系

4.2.1实验

4.2.2结果与讨论

§4.3电解液浸泡HCS电极材料SEI膜的研究

4.3.1实验

4.3.2.结果与讨论

§4.4充、放电到不同电压HCS负极材料的SEI膜研究

4.4.1实验

4.4.2结果与讨论

§4.5本章小节

参考文献

硕士期间发表和完成的论文

致谢