导　　师： 唐永炳

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 中国科学院深圳先进技术研究院

摘　　要： 随着现代科学技术的发展,手机、数码相机、笔记本电脑等便携式电子设备在人们的日常生活中扮演着不可替代的角色,电子设备的运行离不开储能电池的支撑,锂离子电池具有高能量密度、工作范围宽、无记忆效应且无气体排放等优点,被广泛用作便携式电子设备的储能电池来提供能量,全球可充电锂电池的的市场总值高达100亿美元,并且呈逐年增长的趋势。然而,到目前为止,锂离子电池一直受限于资源短缺,生产成本高以及无法满足对容量日益增长的需求。为了解决这些问题,科研工作者们一直在寻找低成本高性能的可替代锂离子电池的储能器件。双离子电池由于低成本、对环境友好且工作电压高,成为科研工作者们研究的新热点。然而,石墨正极较大阴离子的可逆插层/脱嵌会带来较慢的扩散动力学和较大的体积膨胀,从而导致电池较差的倍率性能和循环稳定性。因此,本文我们期望在阴离子为PF6—的铝-石墨双离子电池电解液中添加不同类型的阴离子,除了保留双离子电池的优点外,还能有效的提高其倍率性能和循环性能。BF4—相比PF6—离子半径较小,在石墨中的扩散系数较高,因此本文基于PF6—和BF4—混合电解液的策略,开发出一种新型铝-石墨三离子电池（AGTIB）。电解液中添加一定量BF4—,能够有效地减小长循环过程中石墨正极的体积膨胀,提高结构的稳定性,以及快速的离子扩散所带来的优异离子传输能力。本文BF4—添加比例分别是:5%,10%,15%,20%,电化学性能最优的阴离子掺杂比例是5%。该新型铝-石墨三离子电池表现出优异的离子扩散动力学和循环过程中石墨正极的体积膨胀极小。在15C时,可逆比容量高达90.5 mAh g-1（相比于2C容量保持率为92.5%）,表现出了良好的倍率性能,在5C电流密度下进行500次循环,容量几乎没有衰减,表现出极好的循环性能。这个结果表明简单的阴离子杂化策略在高性能储能装置的探索中具有广阔的应用前景。更多还原

关 键 词： 多离子 电解液 扩散速率 阴离子插层 双离子电池

分 类 号： [TM912]

领　　域： []