用於鋰金屬電池的固態電解質結構設計與性能研究

劉琦，湖南益陽人，中共黨員，現任湖南大學材料科學與工程學院副教授,碩/博士導師。本科碩士均就讀於北京科技大學，博士畢業於清華大學。截至目前，在Nature Communications,Advance Materials,Angewandte Chemie International Edition,Chem, ACS Energy Letters,Energy Storage Materials，Energy Environment Materials等期刊已發表高質量論文20余篇，以第一作者或通訊作者發表近 10 篇，其中 3 篇入選 ESI 高被引論文。博士在讀期間先後榮獲 2020 年度博士研究生國家獎學金， 2021 年度清華大學“啟航獎學金”， 清華大學深圳國際研究生院“學術新秀”以及北京市優秀畢業生。

目錄

第1章緒論

1.1引言

1.2固態鋰金屬電池的構造及工作機理

1.3固態鋰金屬電池中的材料及其界面穩定性問題

1.3.1化學穩定性

1.3.2電化學穩定性

1.3.3機械穩定性

1.3.4熱力學穩定性

1.4SPE的原位制備方法

1.4.1自由基聚合原位生成SPE

1.4.2陽離子聚合原位生成SPE

1.4.3陰離子聚合原位生成SPE

1.4.4凝膠因子引發聚合生成SPE

1.4.5其他方法

1.5本書的研究內容和意義

第2章研究方法

2.1實驗試劑和原料

2.2實驗設備和裝置

2.3非電化學表征設備及原理

2.3.1固態電解質化學表征

2.3.2微觀形貌表征

2.3.3X射線衍射物相表征

2.3.4熱力學表征

2.3.5力學性能表征

2.4電化學表征方法及原理

2.4.1電導率表征

2.4.2離子遷移數表征

2.4.3固態鋰金屬電池裝配

2.4.4固態鋰金屬電池表征

第3章腈類塑晶復合電解質在固態電池界面修飾中的應用研究

3.1本章引言

3.2實驗部分

3.2.1LAGP固態電解質的制備

3.2.2塑晶復合電解質材料的制備

3.2.3LAGP基固態鋰金屬電池的裝配和表征

3.3塑晶復合電解質材料的結構及電化學性能表征

3.4金屬鋰負極側的界面穩定性研究

3.5LAGP基固態電池的電化學性能

3.6本章小結

第4章自愈合Janus界面在固態電池中的構建及其性能研究

4.1本章引言

4.2實驗部分

4.2.1LAGP固態電解質的制備

4.2.2SHE電解質的制備

4.2.3LAGP基界面優化後鋰金屬電池的裝配和表征

4.3SHE電解質的合成機理分析

4.4SHE電解質的物理化學性能表征

4.5自愈合Janus界面優化機理

4.6金屬鋰負極與SHE界面兼容性研究

4.7LAGP基界面優化後鋰金屬電池的電化學性能

4.8本章小結

第5章醚基聚合物電解質在固態電池中的應用及性能研究

5.1本章引言

5.2實驗部分

5.2.1Poly-DOL基GPE的合成

5.2.2Poly-DOL基固態電池的原位裝配和表征

5.3Poly-DOL基GPE的合成機理分析

5.4Poly-DOL基GPE的物理化學性能表征

5.5Poly-DOL基GPE中鋰離子沈積行為研究

5.6Poly-DOL基固態電池的電化學性能

5.7Poly-DOL基固態電池中SEI膜和CEI膜表征

5.8本章小結

第6章高鋰離子遷移數的醚基共聚物電解質制備及其快充性能研究

6.1本章引言

6.2實驗部分

6.2.1ECP基GPE的合成

6.2.2ECP基GPE的固態電池原位裝配及性能表征

6.3ECP基GPE的合成機理分析

6.4ECP基GPE的物理化學性能表征

6.5ECP基GPE中鋰離子的電鍍/剝離行為研究

6.6ECP基GPE全電池的電化學性能

6.7本章小結

第7章總結與展望

7.1本書主要結論

7.2本書主要創新點

7.3展望

參考文獻

在學期間發表的學術論文與研究成果

致謝