一、快离子导体的物理研究（论文文献综述）
潘宗魏[1]（2021）在《基于快离子导体RbAg4I5制备和修饰纳米材料及其应用研究》文中研究表明本论文从快离子导体RbAg4I5的结构出发,探讨了快离子导体的导电模型和三维结构对电导率的影响,在快离子导体RbAg4I5的应用方面进行了更加深入的了解,充分利用其高的离子电导率,结合有序的类光栅结构制备了高效、稳定的银纳米结构;发挥快离子导体对钙钛矿薄膜材料的界面修饰作用,探讨了对钙钛矿薄膜形貌、结构和晶粒的影响,进而影响钙钛矿电池器件的光伏性能。其主要研究结果如下:（1）利用真空热蒸发法制备了RbAg4I5薄膜,并就RbAg4I5的三维结构分析了其导电机理和导电模型。研究了它作为银离子传输通道在制备有序银纳米结构的运用,在类光栅结构的约束下,获得了高度有序、均一且高效的银纳米结构。结果表明,固态离子学方法在类光栅结构的作用下制备的银纳米结构获得了增强因子为1.0×108的增强效果,而相比于没有类光栅结构2.7×107的增强因子提高了近一个数量级。将两种条件制得的银纳米结构放置在环境温度25℃、湿度在30%的干燥箱中,100天以后,没有类光栅结构制备的银纳米结构保持了最初增强效果的79.2%,而类光栅结构制备的银纳米结构保持了初始增强效果的90%。将在类光栅结构条件下制备的银纳米结构作为表面增强拉曼光谱基底能够准确检测ss DNA链中分子的振动信息。（2）得益于RbAg4I5高效的载流子传输效率,在钙钛矿电池空穴传输层和钙钛矿层中间通过真空热蒸发法蒸镀一层RbAg4I5薄膜,探究了RbAg4I5薄膜对钙钛矿薄膜和电池器件的影响。蒸镀RbAg4I5后,有效的提升空穴的传输并阻挡电子进入空穴传输层,进一步的表征发现,当蒸镀RbAg4I5并与钙钛矿薄膜相互作用一段时间以后,钙钛矿薄膜变得更加平整、致密,促进了钙钛矿晶粒的重结晶和增大,钙钛矿薄膜中的缺陷进一步减少,提高了光生载流子的效率,直接影响电池的光伏性能。蒸镀RbAg4I5界面修饰钙钛矿的电池器件与原始器件相比光电转换效率从最初的16.24%提升到了17.71%,当把蒸镀了一层RbAg4I5薄膜的电池器件与原始器件放在相同且一定的环境中1000 h,原始电池仅仅能保持初始水平的58%,而RbAg4I5修饰的电池器件能维持在最初水平的83%。
韩薷墨[2]（2021）在《AgCuTe基材料合金相图及热电性能研究》文中进行了进一步梳理热电材料作为一种新型的清洁能源材料,能够实现热能与电能之间的相互转换,同时还具有体积小、无噪声、寿命长、对环境不产生任何污染等优点。在航空航天探测、工业废热二次利用、解决金属氧化物半导体芯片热问题等方面,有着广阔的应用前景和发展空间。近年来,快离子导体类材料M2X（M=Ag或Cu,X=S、Se或Te）由于具有优良的热电性能而受到广泛关注。原则上,碲化物比硫化物和硒化物更重,电负性更低,应是比硫化物和硒化物更有前途的材料,但热电性能易受到相和微结构的影响,而相关体系的相关系报道不够完善,需要充分了解Cu-Te、Ag-Cu-Te等体系的相平衡和热力学性质才能实现热电性能的进一步提升。本论文通过实验测量和热力学计算对Cu-Te体系进行了研究,发现Te在Cu中的固溶度为0-0.1at.%,Cu在Te中的固溶度为0-0.8at.%;Cu2Te在富铜一侧经历了五次晶型转变,α-β（181.5℃）、β-γ（298.4℃）、γ-δ（353.6℃）、δ-ε（600.8℃）和ε-ζ（878.4℃）。基于实验数据对Cu-Te体系进行热力学优化,推导出一套自洽的热力学参数,很好的重现了实验数据和文献数据。在研究Cu-Te二元系的基础上,结合其他两个二元系的相关参数采用外推计算方法设计成分,对Ag-Cu-Te三元体系的凝固进行实验研究,确定了7个初晶区;发现一个三元共晶反应、一个包共晶反应。改善热处理工艺所制备的纯Cu2Te合金相较于传统SPS烧结制得的合金,在中温区有着更高的电导率,更低的热导率,最高z T值1.34（723K）。结合相图设计x%Ag2Te+（1-x%）Cu2Te（x=0、15、30、45、60和90）合金进行热电性能探究,15%Ag2Te+85%Cu2Te较纯Cu2Te拥有更低的热导率,更优异的热电性能,在523K获得最高z T为1.51。经均匀化处理的富铜端样品在中高温区内的热电性能明显优于退火前。
胡惠平,夏凯阳,朱铁军,赵新兵[3]（2021）在《Ag基快离子导体热电材料的研究进展》文中认为快离子导体材料中高的载流子迁移率和本征低的晶格热导率使其在室温区和中温区具有良好的热电性能。Cu基和Ag基快离子导体热电材料是其中研究最广泛的两个体系。本文详细介绍了Ag基快离子导体Ag2X（X=Te,Se,S）材料的结构、热电性能、结构相变及其对性能的影响。综述了Ag2X基材料的热电性能研究进展,主要包括制备方法的改进、载流子浓度的优化和能带结构的调节三个方面,同时对近来在该材料体系中报道的良好的塑性变形能力进行了阐述。此外,Ag2X基材料中自由迁移的Ag+虽然能够有效地降低晶格热导率,但也会给材料热电性能的稳定性和重复性带来不利影响,因此也总结了快离子导体热电材料提高稳定性的方法。最后,针对Ag2X基快离子导体材料中载流子浓度难以优化、离子迁移带来的成分均匀性和性能稳定性等问题展望了后续研究工作中的重点和难点。
张一帆[4]（2021）在《固态离子学法制备铜纳米结构的生长机理及其应用研究》文中研究表明固态离子学法可用于制备金属纳米结构,该方法制备装置简单,通过控制施加的直流电场方向,作用时间和电流大小可控制纳米结构的生长方向,长度和排列有序度。金属铜价格低廉、储量丰富,且铜纳米结构在光学、电学、磁学等领域,表现出补充或高于相应块体材料的性质,因此成为目前研究的热点。本文结合真空热蒸镀工艺利用固态离子学法,选取RbCu4Cl3I2作为快离子导体薄膜,在外加电场的作用下通过改变电极两端蒸镀的金属电极制备金属纳米结构。利用扫描电子显微镜和能量散射光谱仪对阴极边缘生长出的纳米结构进行形貌分析以及对其化学成分进行测定,对生长机理进行初步探究。另外在不同外加电流作用下在电极两端蒸镀铜膜,制备出宏观尺寸达厘米级的铜纳米结构,对其形貌及成分进行检测分析,最终对铜纳米结构所具备的表面增强拉曼散射（SERS）特性及光电特性进行归纳总结。外加直流电流为6 μA时,基底表面分别蒸镀RbCu4Cl3I2快离子导体薄膜和银/金电极,成功制备出铜纳米结构,研究发现利用银/金电极在制备纳米结构过程中阳极电极离子银/金离子与快离子导体中铜离子发生置换,铜离子到达阴极被还原,在阴极边缘生长出铜纳米结构;该过程中快离子导体成分发生变化,导致铜纳米结构长度不足1 cm。外加直流电流分别为4、6、8、10 μA时,在基底表面两端蒸镀铜电极,利用固态离子学法制备出宏观尺寸达厘米级的铜纳米结构,借助分形维数对其进行计算,结果表明纳米结构的“树枝状”结构与顶端优势有关,在电流增大的过程中,分形维数也呈增大趋势,但外加电流增加到一定程度时,分形维数反而降低,这应归因于此时纵向的生长速度过大,顶端优势更明显。对其微观形貌进行分析发现外加电流为8 μA时,铜纳米结构表面粗糙度最高,且随着外加电流的增大,铜纳米结构微观形貌的有序排列度随之提高,在外加电流为8μA及10 μA时,铜纳米结构呈高度有序排列。选取罗丹明 6G（Rhodamine 6G,R6G）、罗丹明 B（Rhodamine B,RhB）、结晶紫（Crystal Violet,CV）及孔雀石绿（Malachite Green,MG）水溶液探针分子,铜纳米结构作为SERS基底,对SERS增强机理进行探究。研究表明,针对同一探针分子,不同电流强度作用下制备的铜纳米结构作为SERS基底的增强特性有所不同。当外加电流为8μA时,铜纳米结构对R6G及CV水溶液的检测灵敏度优于其他电流,检出限分别为10-9 mol/L及10-12 mol/L,结果表明高表面粗糙度使得铜纳米结构表现出优异的拉曼增强特性。外加直流电流为8、10 μA时,铜基SERS基底对RhB及MG分子进行检测,检出限分别为10-10 mol/L及10-6mol/L,这是由于铜纳米结构的排列有序度对基底的SERS活性有增强效果。以上现象说明提高铜纳米结构的表面粗糙度及排列有序度对探针分子的检出限有提升作用。选取高长径比的铜纳米结构作为导电材料,利用旋转涂布工艺制备铜纳米结构透明导电薄膜,通过利用紫外分光光度计及四探针测试仪对该透明导电薄膜的光学及电学性能进行表征,探究不同电流强度及旋涂次数对导电薄膜的光电性能的影响,同时对铜纳米结构透明导电薄膜的导电均一性进行了测试。结果表明,外加电流为10μA,旋涂次数为5次时导电薄膜的光电综合性能最佳,方阻为270 Ω/sq,透光率达到84.2%,且随着旋涂次数的增加,薄膜的导电均一性呈下降趋势。
易淑宏[5]（2020）在《快离子导体Li1.4Al0.4Ti1.6（PO4）3对复合固态电解质的改性研究》文中研究说明锂离子电池具备比能量大、电化学窗口宽、无记忆效应和环境污染小等特性,已成为众多领域首选的能源系统。然而,社会的进步和环境环保意识的提升促使着能源系统的安全标准也在不断提高。尤其是现阶段社会对能源动力以及能源储蓄系统方面的需求在推动锂离子电池朝着更高能量密度方向发展的过程中,突显出液态锂离子电池一系列的安全问题。其中,具有易挥发、易分解、易泄漏以及易燃等安全隐患的液态电解质是制约传统液态锂离子电池安全性能提升的关键因素。为了避免和解决传统锂离子电池所具有的安全隐患,近年来人们广泛设计并研究了具有较高安全性和电化学性能的固态电解质电池。相较于液态电解质,固态电解质不具有易挥发和易燃的问题,同时展现出高的室温离子电导率、较宽的电化学窗口、较强的循环稳定性以及抑制锂枝晶生长等优势。由无机固态电解质和聚合物电解质匹配而成的复合固态电解质因兼具前者的高离子电导率和后者的低界面阻抗与良好柔性,特别是其较高的能量密度和出色的安全性能促使其成为下一代最具潜力的电解质候选者之一。本论文工作旨在研究和开发高性能复合固态电解质。通过优化电解质中各组分含量的配比以及设计构建优势互补的有机-无机复合固态电解质,减小无机固态电解质较大的界面阻抗和提升聚合物电解质室温下较低的离子电导等问题,进而发掘复合电解质的功能效用。本论文进行了相关内容的探究,具体研究内容如下:无机快离子导体Li1.4Al0.4Ti1.6（PO4）3对双基质聚合物电解质的改性研究。基于两种较为成熟聚合物（PVDF和PEO）基质的稳定性、兼容性和高锂盐解离能力,以及快离子导体材料Li1.4Al0.4Ti1.6（PO4）3的高离子电导率,进行有机-无机复合改性研究以制备优势特性互补的复合电解质。通过制备聚合物电解质PVDF、不同含量配比的双基质聚合物电解质PVDF@PEO、梯度含量LATP改性的双基质复合电解质PVDF@PEO-LATP和添加不同质量Li PF6的复合电解质PVDF@PEO-LATP-Li PF6四种系列复合固态电解质,主要从离子电导率和离子迁移数两个参数指标进行复合固态电解质中各组分最佳含量配比的探究。进一步的物理/电化学表征结果显示改性后的电解质具有更为突出的循环稳定性能、倍率性能和安全性能等,进而系统地探究了双基质（PVDF和PEO）与改性材料（LATP和Li PF6）对复合固态电解质在物理与电化学性能方面影响的内在作用机理。实验结果表明复合固态电解质最佳含量配比的各组分间能产生良好的协同作用。双基质聚合物分子间形成的氢键能有效地降低聚合物的结晶度,同时加强分子间的联系;快离子导体LATP颗粒与聚合物网络间络合效应的产生以及有机-无机界面相的形成可进一步降低聚合物基质的结晶度和提升复合固态电解质的机械强度;无机锂盐Li PF6可有效地提供充足的锂源,直接提高复合固态电解质中自由锂离子的浓度,因此最佳含量配比的复合固态电解质在离子电导率、离子迁移数、电化学窗口以及机械性能等方面均有所增益,继而展现出更为突出的物理与电化学性能。虽然无机快离子导体LATP颗粒对聚合物电解质的改性具有一定的提升,但未能完全发挥其输运离子的能力,因此我们通过设计一种基于三维离子传导骨架（3D-LATP）的复合固态电解质以实现锂离子在电解质中的快速迁移,同时改变常见复合固态电解质中无机材料仅充当改性材料或骨架材料单一作用的现象。实验中首先构筑三维空间枝连结构的无机快离子导体材料3D-LATP,继而与溶解适量锂盐（LITFSI）的聚合物PEO进行充分复合。通过对三种电解质PEO-LITFSI（PL）、LATP@PEO-LITFSI（LPL）和3DLATP@PEO-LITFSI（3D-LPL）进行物理与电化学性能的表征和比较,系统地探究了三维离子传导骨架和聚合物PL对复合固态电解质的作用。测试结果显示,相较于无机固体电解质LATP,三维离子传导结构的电解质3D-LATP具有更高的离子电导率和更低的内阻,而聚合物PL的加入能有效地增强复合固态电解质的循环稳定性和安全性能,同时有效降低无机电解质与电极材料间较大的界面电阻以及避免3D-LATP与锂金属直接接触而引起的副反应。此外,有机-无机材料界面处产生的界面相可以有效促进锂离子的传导。故而复合固态电解质3D-LPL展现出好的物理和电化学性能。
董玉婉[6]（2020）在《两种快离子导体对锂离子电池LiCoO2正极材料的表面修饰研究》文中研究表明具有高能量密度、长循环寿命、高安全性、小体积、无记忆效应、环境友好等优点的锂离子电池（LIBs）已被广泛应用于能量转换与存储的便携式电子设备以及新能源电动汽车中。随着人们对更高能量存储的需求,具有高能量密度和高功率密度的LIBs仍是我们探索的热潮,而研发高能量密度,长寿命的正极材料是其关键环节之一。LiCoO2（LCO）正极材料自1980年由Goodenough教授首次引入锂离子正极材料中以来,一直引起人们的关注,并于1991年由日本索尼公司首次实现商业化。由于其高的工作电压平台（～3.9 V vs Li/Li+）,大的理论比容量(274 m Ah g-1),较高的体积能量密度和振实密度以及简单的制备工艺,层状LCO正极材料仍旧备受关注。实际应用中,为了充分发挥其高的比容量优势,人们通过提高充电截止电压而获得,但是高电压工作环境下LCO正极材料将面临着更严重的副反应。例如表面O的逸出,表、界面副反应,CEI膜生长,内阻增加,Co金属离子的溶出等,导致材料的表面结构退化加剧,不利于Li+的脱嵌,最终导致严重的电化学性能损失（循环、倍率差等）甚至存在安全隐患。鉴于以上问题,人们采用体相掺杂和表面包覆手段来改性LCO正极材料,并已取得一定效果。其中,体相掺杂可以增强Li+/电子的传导,抑制深度脱锂时LCO材料结构的相转变,表面包覆改性中的包覆材料可以阻碍LCO活性材料与电解液直接接触,避免LCO遭受电解液侵蚀,减少Co离子在电解液中的溶出量,缓解CEI增长,从而实现LCO材料电化学性能的全面提升。为进一步挖掘高能量LCO的应用潜质,同时考虑向全固态电池发展时活性材料与电解质之间更兼容的界面问题,基于体相掺杂和表面包覆两种改性方法的优势,本论文工作采用快离子导体作为改性材料,通过表面包覆-掺杂一体化的路径对LCO活性材料进行改性,以实现LCO在4.5 V下的电化学性能的提升。本论文工作首先利用熔融盐合成法（Molten salt synthesis）合成层状LCO正极材料,随后采用溶胶-凝胶（Sol-gel）的方法分别将两种快离子导体材料Li Nb O3（LNO）和Li7La3Zr2O12（LLZO）包覆在LCO材料表面。根据一系列物化表征与分析,得到以下结果。我们成功地将具有优良电子导电特性的快离子导体材料LNO包覆在LCO材料表面,随着LNO包覆量的增加LCO样品表面会越来越粗糙,但其形状和结构基本没有改变。根据扫描电子显微镜（SEM）、电子能量分散谱（EDS）、深度X射线光电子能谱（XPS）以及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等表征结果,我们发现改性后的LCO颗粒近表面区域具有一定量Nb元素的掺杂,同时LNO富集在LCO颗粒表面形成的均匀包覆层。长循环、倍率、不同扫速的循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和高温循环（55℃）测试结果一致表明,采用LNO改性后的LCO正极材料的性能在很大程度上有所提高,尤其是显着改善的倍率性能和高温循环性能。即使在20 C(1 C=274 m A g-1)的大电流密度下LCO@0.5 LNO材料的放电容量仍有82 m Ah g-1（而原始LCO释放不出容量）,而且高温循环500周后的容量保持率还有60.7%（原始LCO只有4.3%）。掺杂形成有利于Li+脱嵌的薄的固溶体缓冲层以及较强的Nb-O键（稳定表面O）能稳定4.5 V下LCO近表面结构,同时LNO包覆层可以避免LCO活性材料的表面与电解液直接接触,有效抑制表面副反应（四价钴的溶出、表面结构退化、电解质的分解等）的发生,从而大大提高界面Li+传输动力学,减小电极的极化,达到稳定表、界面结构和电化学循环性能的作用。考虑到全固态电池中活性材料与固态电解质的界面更兼容,继而采用兼顾固态电解质特性的LLZO快离子导体材料对LCO进行表面修饰。通过恒流充放电循环和速率测试等方法表征不同包覆量LLZO修饰的LCO电极,结果发现最优包覆量为1.0 wt.%。利用一系列物化表征手段,我们探究了改性前后LCO正极材料表面形貌和物理结构的变化,结果表明改性后并没有改变LCO的体相结构,但在高温煅烧环境中LCO颗粒近表面区域有La、Zr元素的梯度掺杂,并可以在LLZO包覆层与LCO之间形成固溶体钉扎层。同时均匀的LLZO包覆层可以避免LCO正极材料与电解液接触,协同增强Li+扩散动力学行为,提高LLZO层与LCO界面的兼容性进而显着地提高LCO的电化学性能。本论文研究工作一方面解决4.5 V下LCO材料的表、界面问题,为扩大其应用潜力提供策略,另一方面也阐述了LIBs兼容接口的构建,特别是为全固态能量存储与转化设备的推动具有积极的启发作用。
白艳松[7]（2020）在《钠离子电池硅酸铁钠正极材料的制备、改性及储钠性能研究》文中认为钠过渡金属硅酸盐材料中,由于Na2FeSiO4具有开放的三维（3D）空间晶体结构、良好的热稳定性、高的理论可逆比容量(276 mAh g-1)和突出的经济效益（铁元素在地壳中含量丰富）等特点,作为钠离子电池的正极材料受到了人们的广泛关注。但是,Na2FeSiO4正极材料通常表现出放电可逆比容量低、电子电导率差和循环性能不佳等问题,极大地限制了它们在钠离子电池中的应用。为了解决Na2FeSiO4正极材料存在的固有缺点,本论文研究了该材料的制备工艺和合成路线,系统探讨了该材料的晶型结构对其电化学性能的影响、电极反应过程动力学和提高材料电化学性能的方法,成功制备出了首次放电可逆比容量高、循环性能好和倍率性能优良的Na2FeSiO4/C正极材料,为制备适合商业化应用的钠离子电池Na2FeSiO4正极材料提供重要支撑。（1）采用溶胶-凝胶合成方法,在不同煅烧温度下成功制备出了Na2FeSiO4/C正极材料。通过FESEM、TEM、N2吸脱附曲线、FITR和电化学测试等研究手段,探讨了不同煅烧温度对于Na2FeSiO4/C正极材料微观形貌、粒径分布、晶体结构和电化学性能的影响,得到了Na2FeSiO4/C正极材料最优的合成工艺路线。550 oC、600 oC和650 oC下制备样品都呈现出类球形形貌,随着煅烧温度的升高,材料的结晶度越来越高,且600 oC下制备样品球形度较好,比表面积最大(0.35cm3 g-1),纯度较高,没有出现Na2Si O3、钠的氧化物或铁的氧化物等杂质。0.1 C放电倍率下,600 oC制备样品呈现出较好的首次可逆比容量(122.7 mAh g-1),循环100次后,可逆比容量为58.5 mAh g-1,容量保持率为47.7%。（2）利用电化学诱导相变方法,通过具有正交晶系、C2221空间群的Na2FeSiO4/C正极材料在首次充电过程中的晶体结构重排,制备出了具有正交晶系、Pb21a空间群的Na2FeSiO4/C正极材料。通过XRD和非原位XRD测试表明,C2221-Na2FeSiO4/C正极材料在首次充电完成后C2221结构完全转变为Pb21a结构,且该结构在后续的充放电过程中晶体结构保持稳定。同时,C2221结构转变为Pb21a结构后,单位晶胞体积由382.9214（3）?3增大为562.32659（2）?3,形成了更有利于Na+快速传输的离子通道,从而使得Pb21a-Na2FeSiO4/C正极材料具有更好的循环稳定性(100次循环后可逆比容量为67 mAg–1,容量保持率为57.3%)。（3）采用电化学分析方法（EIS和GITT）,通过构建与电极反应过程相适应的等效电路,系统研究了Na2FeSiO4正极材料的电极反应过程动力学,得到了Na+嵌入/脱出的电化学动力学一系列的动力学参数（如电荷转移阻抗、表面膜阻抗、双电层电容和沃伯格阻抗等）,以及这些动力学参数在首次充放电过程中随Na+嵌入/脱出的变化趋势。开始充电后,电极的Rct较大（2810Ω）,电极反应速率受电荷转移阻抗控制;随着充电的进行,Rct迅速减小,电极反应过程的动力学主要受Na+在主体材料中的扩散速率控制。另外,通过EIS和GITT计算获得的Na+扩散系数(DNa+)在Na+嵌入/脱出过程变化趋势一致,且第二次充电过程的Na+扩散系数(10-13-10-12数量级)大于首次充电过程的DNa+(10-14-10-13数量级),表明经过电化学活化后,Na+在Na2FeSiO4电极中的嵌入/脱出动力学增强。（4）针对Na2FeSiO4正极材料电子、离子电导率差等问题,通过在材料制备过程调控Na2FeSiO4的微观形貌、阳离子Ni2+在Na2FeSiO4晶体结构中的Fe位掺杂以及构建具有高导电性能的三维（3D）多孔碳骨架,从而成功制备了具有特殊“蜂窝状”三维空间结构和高储钠性能的Ni掺杂Na2FeSiO4/正极材料。该材料通过Ni元素取代和高导电性多孔碳骨架二者的协同效应,使得Na2FeSiO4作为钠离子电池的正极材料具有快速的离子传输通道、高的电子/离子电导率和理想的Na+扩散速率。同时,第一性原理计算表明,掺杂Ni的Na2FeSiO4正极材料的带隙能和钠离子迁移能垒与未掺杂的Na2FeSiO4相比都有所下降,倍率性能有很大提高。在0.1 C放电倍率下,3%Ni掺杂的正极材料的首次放电可逆比容量为197.5 mAh g-1,100次循环后,放电比容量为166.9 mAh g-1,容量保持率为84.4%。（5）针对Na2FeSiO4正极材料放电倍率性能差、放电电压低等问题,采用溶胶-凝胶法,通过Co元素在Na2FeSiO4晶体结构中的Fe位掺杂,成功制备出了不同Co掺杂量的Na2Fe1-xCoxSi O4/C正极材料。通过一系列的测试技术手段（如XRD、FESEM、TEM、XPS、ICP、FTIR、EIS等）,系统研究了Co掺杂量对于Na2FeSiO4/C微观形貌、粒子大小、晶体结构和电化学性能的影响。当Co掺杂量为4%时,样品活性粒子具有较好的球形形貌,且活性纳米粒子分散均匀,具有层次多孔结构。在0.1 C放电倍率下,首次放电可逆比容量为173.8 mAh g-1,样品与未掺杂样品的放电电压平台相比有一定提高（△0.26 V）。同时,在较高放电倍率下（2 C）,放电可逆比容量为135.8 mAh g-1。
胡欣超[8]（2020）在《Li1+xAlxTi2-x（PO4）3在锂电池中的应用及其性能研究》文中研究指明锂二次电池作为重要的储能器件被广泛应用于生产生活的各个领域。但随着社会与产业需求的不断发展,对锂电池的能量密度和安全性提出了更高的要求。Li1+xAlxTi2-x（PO4）3（LATP）是一种高锂离子电导的无机氧化物材料,其拥有优良的热稳定性和电化学稳定性,在高能量密度、高安全性的锂电池领域有着良好的应用前景。本论文以LATP为研究对象,将其应用于锂电池的高能量密度正极和高安全固体电解质中,以提升锂电池的能量密度和安全性能,开展具体研究内容如下:1.通过溶胶凝胶法制备了LATP包覆的Li Co O2,并同步实现了Ti-Al元素共掺杂（C-Li Co O2）。循环伏安测试表明高锂离子电导的LATP包覆层显着增强了Li Co O2与电解质间的界面Li+传输,C-Li Co O2的锂离子扩散系数由未包覆的4.02×10-12 cm2 s-1增大至6.96×10-12 cm2 s-1,恒流间歇滴定与原位X射线衍射等表征结果很好地解释了C-Li Co O2在动力学和相结构可逆性上的优化机理,LATP与Ti-Al共掺杂可以抑制Li Co O2与电解液的副反应,并保证Li Co O2正极在高电压充放电过程中的Li+传输速率和结构稳定性。基于以上设计,C-Li Co O2在4.5 V的高截止电压下表现出突出倍率性能和良好的常温、高温循环稳定性。在30oC、0.2 C下,C-Li Co O2循环50圈后容量保持率为87.5%,5 C的充放电倍率仍能达到150 m A h g-1的比容量,在50oC、0.2 C下,循环40圈容量保持率高达88.8%。2.采用固相法及压片烧结法制得了锂离子电导率达1.07×10-4 S cm-1的LATP固体电解质,并利用聚氧化乙烯（PEO）修饰LATP固体电解质片用于全固态电池的组装。PEO的柔性和与锂金属负极的接触稳定性改善了电解质与负极间的界面阻抗与界面相容性。基于Li Fe PO4正极组装的全固态电池在65oC下阻抗低至537Ω,首次放电容量为143.1 m A h g-1,100次循环后容量仍保持116.3 m A h g-1。随后在基于高能量密度Li Co O2正极的全固态电池体系研究中,发现在Li Co O2表面引入的LATP包覆层在一定程度上抑制了Li Co O2正极与PEO间的副反应,提高了全固态电池的电化学性能。进一步,我们考察了界面修饰层中聚合物和锂盐对高电压固态电池的影响,在锂盐方面发现采用Li Cl O4代替常规的Li TFSI可改善Li Co O2正极与电解质层间的稳定性。
蒋东昊[9]（2020）在《基于无机快离子导体LATP的复合电解质的制备及性能研究》文中研究指明用于锂离子电池的常规液体电解质通常有不可逆的分解和安全问题,固态电解质被认为是改进锂离子电池能量密度和安全性的关键。将聚合物电解质和无机固体电解质结合被认为是一种获得高性能固体复合电解质的可行策略。有机-无机复合电解质通常由聚合物基体、无机惰性陶瓷填料或陶瓷快离子导体组成,它们可以结合聚合物和无机电解质的优点,具有出色的机械性能、高离子电导率和良好的界面稳定性。本文选用了具有NASICON结构的无机固体电解质Li1+xAlxTi2-x（PO4）3为研究对象,以溶胶凝胶法成功的合成了Li1+xAlxTi2-x（PO4）3,并将其掺入到PVDF/PMMA和PVDF/TPU聚合物基体中,成功制备了复合电解质,并且对其进行相关测试,选出了最佳的合成条件。结果如下:1. 采用一种溶胶凝胶法合成了无机固体电解质Li1+xAlxTi2-x（PO4）3,探究了不同合成条件对LATP电化学性能的影响,找出了最优的合成条件:Al掺入摩尔分数为x=0.3(Li1.3Al0.7Ti1.7（PO4）3),煅烧温度为900℃,烧结时间为4 h。2. 选用PVDF/PMMA聚合物作为基体,通过掺入不同质量分数的LATP,成功制备了复合电解质（简写为LPP）。通过相关的表征和测试我们选出了最优的LATP掺入量为4%。掺入4%质量分数LATP的复合电解质,无机粒子在膜中分布较为均匀。掺入LATP后,复合电解质的热稳定性得到了提升,结晶度降低。复合电解质具有较高的吸液率。在室温下和80℃时电导率分别为0.842×10-3 S cm-1和1.645×10-3 S cm-1。添加了无机颗粒LATP的复合电解质膜电化学窗口均在5 V以上,界面稳定性好,能满足市面所有锂离子电池的工作需求。组装Li Fe PO4/复合电解质膜/Li的扣式电池,在0.1 C倍率下,LPP-4电池表现出最高的首次放电比容量147.5 m Ah g-1,50次循环后的放电比容量还有132.3 m Ah g-1,容量保持率为89.6%,库伦效率将近100%。3. 选用以PVDF/TPU作为聚合物基体,通过掺入不同质量分数的LATP成功制备复合电解质（简写为LPT）。通过相关表征和测试,选出了最佳的LATP掺入量为3%。掺入LATP后的复合电解质热稳定性更佳,复合电解质在室温下的电导率为2.97×10-3S cm-1,80℃时的电导率为4.23×10-3 S cm-1。所有复合电解质样品的电化学窗口均高于5 V（vs.Li/Li+）。0.1 C倍率下,LPT-3电池的首次放电比容量为167.2 m Ah g-1,库伦效率接近100%。经过50圈的循环后,容量保持率为78.6%。对电池进行不同倍率下的充放电和循环性能测试,结果也表明该电池在高倍率下依然有良好的电化学性能。
江恒泽[10]（2020）在《金属钠米颗粒修饰银纳米线的微观结构与SERS效应研究》文中研究指明纳米材料作为纳米科学技术发展的核心和重要基础,在国内外引起学者们的广泛关注。银纳米材料因具有不同于块体材料独特的物理化学性质,使其在表面增强拉曼散射（SERS）检测领域内得到广泛应用。本文选取具有高传导率的银快离子导体KAg4I5薄膜,利用固态离子学方法施加不同电流强度制备出宏观厘米级银纳米线结构,结合真空热蒸镀工艺将金、银、铜颗粒分别蒸镀在银纳米线结构表面,成功制备出厘米级金属纳米颗粒修饰银纳米线（Metal NPs/Ag NWs）结构。利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对制备的金属纳米结构进行了形貌表征,利用能量色散光谱仪测定了其化学组成,并利用显微共聚焦拉曼光谱仪对不同金属纳米结构的SERS增强能力进行表征,具体内容如下:当电极两端施加3μA,6μA,9μA的外加电流强度时,成功制备出厘米级银纳米线结构,利用真空热蒸镀法在银纳米线表面蒸镀金、银、铜颗粒分别制备了金纳米颗粒修饰银纳米线（Au NPs/Ag NWs）结构、银纳米颗粒修饰银纳米线（Ag NPs/Ag NWs）结构和铜纳米颗粒修饰银纳米线（Cu NPs/Ag NWs）结构。随着电流强度增大,银纳米线直径由40nm增大到100nm,银纳米线的排列度由无序到有序再到无序。宏观银纳米线结构的长度均达到4-5cm,通过对宏观银纳米线结构的分形维数计算,进一步揭示了银纳米线结构的生长机理,结果表明,树枝状银纳米线结构与顶端优势生长有关,随着电流强度的增加,其分形维数逐渐增加。Metal NPs/Ag NWs结构表面均排列着金属纳米颗粒从而使其具有很高的表面粗糙度。选取玫瑰红B与碱性橙II分子作为探针分子研究制备的金属纳米结构作为SERS基底的表面增强拉曼散射特性。不同外加电流强度下制备的金属纳米结构SERS增强特性不同,其中外加电流为6μA制备的金属纳米线结构增强效果优于3μA和9μA。外加电流均为6μA时,银纳米线结构作为SERS基底对玫瑰红B与碱性橙II水溶液的检测浓度为10-12mol/L与10-9mol/L;Ag NPs/Ag NWs结构作为SERS基底对玫瑰红B与碱性橙II水溶液的检测浓度为10-13mol/L与10-11mol/L;Au NPs/Ag NWs结构作为SERS基底对玫瑰红B与碱性橙II水溶液的检测浓度为10-14mol/L与10-12mol/L。结果表明,高有序度和高表面粗糙度的金属纳米结构能够显着提高拉曼光谱的增强效果和检测灵敏度。将制备的金属纳米结构作为SERS基底对水溶液和牛奶溶液中的三聚氰胺进行痕量检测,结果表明,外加电流强度为6μA制备的金属纳米结构SERS增强效果最好,其中银纳米线结构对三聚氰胺水溶液和加标牛奶溶液的检测浓度分别为10-11mol/L和10-7mol/L;Cu NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺水溶液和加标牛奶溶液的检测浓度分别为10-11mol/L和10-8mol/L;Ag NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺水溶液和加标牛奶溶液的检测浓度分别为10-12mol/L和10-9mol/L;Au NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺水溶液和加标牛奶溶液的检测浓度分别为10-14mol/L和10-10mol/L。这些检测浓度远低于我国制定的三聚氰胺检测标准1ppm,即7.9×10-6mol/L。本论文的研究成果对环境科学,食品安全等领域具有潜在的应用前景。
二、快离子导体的物理研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、快离子导体的物理研究（论文提纲范文）
（1）基于快离子导体RbAg4I5制备和修饰纳米材料及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 快离子导体材料概述 |
| 1.2 快离子导体的分类 |
| 1.3 快离子导体的应用 |
| 1.3.1 传统快离子导体材料的发展 |
| 1.3.2 新型快离子导体的合成及其运用 |
| 1.4 本论文研究目的和研究内容 |
| 第二章 实验及表征 |
| 2.1 实验所用试剂及仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 分析及表征设备 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)&X 射线能谱仪(EDS) |
| 2.2.2 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.3 高分辨拉曼光谱仪 |
| 2.2.4 真空镀膜设备 |
| 2.3 RbAg_4I_5的制备与表征 |
| 2.4 RbAg_4I_5的结构特征以及导电模型 |
| 2.4.1 RbAg_4I_5的结构特征 |
| 2.4.2 RbAg_4I_5的导电模型 |
| 第三章 RbAg_4I_5制备有序银纳米结构及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 RbAg_4I_5制备有序银纳米结构 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 类光栅结构对银纳米结构形貌的影响 |
| 3.3.2 类光栅结构对银纳米结构性能的影响 |
| 3.3.3 光栅模板对SERS基底稳定性的影响 |
| 3.4 SERS在DNA检测应用中的初步探索 |
| 3.4.1 Ag纳米材料在纯碱基组成的ss DNA SERS检测中的运用 |
| 3.4.2 Ag纳米材料在任意碱基组成的ss DNA SERS检测中的运用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 RbAg_4I_5界面修饰钙钛矿薄膜及其应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 溶液配制和表征 |
| 4.2.1 溶液配制 |
| 4.2.2 实验表征 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 基于RbAg_4I_5修饰的钙钛矿薄膜表征 |
| 4.3.2 基于RbAg_4I_5的钙钛矿太阳能电池器件的性能分析 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究内容总结 |
| 5.2 论文特色与创新 |
| 5.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）AgCuTe基材料合金相图及热电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热电材料 |
| 1.2.1 热电效应 |
| 1.2.2 热电效应的应用 |
| 1.2.3 热电材料性能参数 |
| 1.3 热电材料分类 |
| 1.3.1 低温热电材料 |
| 1.3.2 中温热电材料 |
| 1.3.3 高温热电材料 |
| 1.3.4 新型中高温热电材料 |
| 1.4 相图在热电材料中的应用 |
| 1.4.1 从相界角度对热电材料组分的优化研究 |
| 1.4.2 从相界角度对热电材料P-N型转变的研究 |
| 1.4.3 从固溶角度对热电材料制备方法的优化研究 |
| 1.5 论文研究思路、内容及创新点 |
| 1.5.1 本论文研究思路 |
| 1.5.2 本论文研究内容 |
| 1.5.3 本论文创新点 |
| 第二章 研究方法 |
| 2.1 热力学计算及模型 |
| 2.1.1 纯组元 |
| 2.1.2 溶体相 |
| 2.1.3 缔合溶液模型 |
| 2.1.4 金属间化合物 |
| 2.2 相图的实验测定 |
| 2.3 实验原料及设备 |
| 2.4 样品制备 |
| 2.4.1 样品封装 |
| 2.4.2 样品熔炼 |
| 2.4.3 样品退火预处理 |
| 2.5 表征方法 |
| 2.5.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.5.2 电子探针(EPMA)及扫描电镜(SEM)分析 |
| 2.5.3 差示扫描量热仪(DSC)分析 |
| 2.5.4 综合物理测量系统(PPMS)分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Cu-Te二元合金相图的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 文献评估 |
| 3.3 合金成分的选取 |
| 3.4 实验结果及讨论 |
| 3.4.1 CuTe–Te区域相关系研究 |
| 3.4.2 Cu_4Te_3–CuTe区域相关系研究 |
| 3.4.3 Cu_2Te–Cu_4Te_3区域相关系研究 |
| 3.5 热力学计算结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 AgCuTe三元合金相图的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 文献评估 |
| 4.2.1 Ag-Cu二元系 |
| 4.2.2 Ag-Te二元系 |
| 4.2.3 Ag-Cu-Te三元系 |
| 4.3 合金成分的选取 |
| 4.4 实验结果及讨论 |
| 33.33%区域相关系研究'>4.4.2 Te>33.33%区域相关系研究 |
| 4.4.3 Te=33.33%截面相关系研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 AgCuTe基合金热电性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 AgCuTe基热电材料成分选取 |
| 5.3 退火后AgCuTe基热电材料性能的研究 |
| 5.4 热处理工艺对AgCuTe基热电材料性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（3）Ag基快离子导体热电材料的研究进展（论文提纲范文）
| 1 Ag基快离子导体的结构和相变 |
| 1.1 晶体结构与输运特性 |
| 1.2 相变对输运性能的影响 |
| 2 Ag基快离子导体热电性能优化 |
| 2.1 Ag2Te基热电材料 |
| 2.2 Ag2Se基热电材料 |
| 2.3 Ag2S基热电材料 |
| 2.4 其他Ag基快离子导体热电材料 |
| 3 快离子导体热电材料的重复性和稳定性问题 |
| 4 快离子导体热电材料的柔性 |
| 5 总结与展望 |
（4）固态离子学法制备铜纳米结构的生长机理及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 铜纳米材料 |
| 1.1.1 金属纳米材料概述 |
| 1.1.2 铜纳米材料的制备 |
| 1.2 分形几何学及分形维数 |
| 1.3 表面增强拉曼散射光谱的概述及应用 |
| 1.3.1 表面增强拉曼散射的理论研究 |
| 1.3.2 表面增强拉曼散射的增强机制 |
| 1.3.3 表面增强拉曼散射的应用 |
| 1.4 透明导电薄膜的概述 |
| 1.4.1 透明导电薄膜的研究进展 |
| 1.4.2 透明导电薄膜的制备与应用 |
| 1.5 课题的研究意义和主要内容 |
| 1.5.1 课题研究的研究意义 |
| 1.5.2 课题研究的研究内容 |
| 2 样品制备与表征 |
| 2.1 实验技术路线 |
| 2.2 实验原料与仪器 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 快离子导体材料的选择 |
| 2.4 真空热蒸镀工艺参数确定 |
| 2.5 铜纳米结构的制备 |
| 2.6 分析表征与性能测试 |
| 2.6.1 铜纳米结构的宏观形貌分形表征 |
| 2.6.2 扫描电子显微镜表征 |
| 2.6.3 Nano Measurer |
| 2.6.4 能量色散谱分析 |
| 2.6.5 透射电子显微镜 |
| 2.6.6 显微共焦激光拉曼光谱分析 |
| 2.6.7 紫外可见光分光光度计表征 |
| 2.6.8 四探针测试仪表征 |
| 3 铜纳米结构的制备表征与生长机理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 利用不同金属电极制备铜纳米结构 |
| 3.3.2 铜纳米结构的宏观形貌分析 |
| 3.3.3 铜纳米结构两端电压与时间变化规律分析 |
| 3.3.4 分形学对铜纳米结构的生长机理分析 |
| 3.3.5 铜纳米结构的微观形貌与成分分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 铜纳米结构的表面增强拉曼光谱研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铜纳米结构对不同探针分子的SERS研究 |
| 4.2.1 铜纳米结构对R6G水溶液的SERS研究 |
| 4.2.2 铜纳米结构对RhB水溶液的SERS研究 |
| 4.2.3 铜纳米结构对CV水溶液的SERS研究 |
| 4.2.4 铜纳米结构对MG水溶液的SERS研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 铜纳米结构透明导电薄膜制备及光电性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铜纳米结构透明导电薄膜的制备 |
| 5.2.1 基底材料的选择与处理 |
| 5.2.2 分散液的配置 |
| 5.2.3 分散液的涂布 |
| 5.3 铜纳米结构透明导电薄膜的性能研究 |
| 5.3.1 电流大小对铜透明导电薄膜的光电性能影响 |
| 5.3.2 旋涂次数对透明导电薄膜的光电性能影响 |
| 5.3.3 铜透明导电薄膜导电均一性的测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（5）快离子导体Li1.4Al0.4Ti1.6（PO4）3对复合固态电解质的改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池 |
| 1.2.1 工作原理 |
| 1.2.2 发展简史及现状 |
| 1.3 固态电解质 |
| 1.3.1 特征优势 |
| 1.3.2 发展趋势及现状 |
| 1.3.3 主要问题 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3(LATP)无机颗粒对双基质复合电解质的改性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料的制备与表征 |
| 2.2.1 LATP颗粒 |
| 2.2.2 基于双基质系列复合电解质 |
| 2.2.3 表征方法 |
| 2.3 物理表征结果与讨论 |
| 2.3.1 XRD |
| 2.3.2 光学图像及SEM |
| 2.4 电化学性能测试与分析 |
| 2.4.1 离子电导率和Li~+迁移数 |
| 2.4.2 倍率性能及循环稳定性 |
| 2.4.3 电化学窗口及对锂稳定性 |
| 2.5 改性机理研究 |
| 2.5.1 DSC和杨氏模量 |
| 2.5.2 FTIR |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 3D-LATP对复合固态电解质的改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备与表征 |
| 3.2.1 电解质LATP及3D-LATP |
| 3.2.2 复合固态电解质LPL和3D-LPL |
| 3.2.3 表征方法 |
| 3.3 物理表征结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD |
| 3.3.2 光学图像及SEM |
| 3.4 电化学性能测试与分析 |
| 3.4.1 离子电导率和Li~+迁移数 |
| 3.4.2 循环稳定性及倍率性能 |
| 3.4.3 电化学窗口及对锂稳定性 |
| 3.5 改性机理研究 |
| 3.5.1 DSC |
| 3.5.2 电化学阻抗谱(EIS) |
| 3.5.3 FTIR及机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（6）两种快离子导体对锂离子电池LiCoO2正极材料的表面修饰研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池的发展及工作原理、特点 |
| 1.2.1 发展 |
| 1.2.2 工作原理 |
| 1.2.3 特点 |
| 1.3 常见锂离子电池材料概述 |
| 1.4 锂离子电池层状正极材料LiCoO_2(LCO) |
| 1.4.1 制备方法 |
| 1.4.2 相变机理探究 |
| 1.4.3 面临的问题 |
| 1.5 LCO正极材料的改性研究 |
| 1.5.1 阳离子掺杂 |
| 1.5.2 阴离子掺杂 |
| 1.5.3 表面包覆 |
| 1.5.4 包覆-掺杂 |
| 1.6 本论文的选题思路与研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 实验材料制备与表征 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.1.1 原料 |
| 2.1.2 设备 |
| 2.1.3 方法 |
| 2.2 物理表征 |
| 2.2.1 激光拉曼(Raman)&傅里叶变换红外(FTIR)光谱 |
| 2.2.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.3 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.4 差示扫描量热仪(DSC) |
| 2.2.5 场发射扫描电子显微镜(SEM)&X射线能谱仪(EDS) |
| 2.2.6 高分辨透射电子显微镜(HRTEM) |
| 2.3 电化学性能表征 |
| 2.3.1 电极片的制备以及电池的组装 |
| 2.3.2 电化学循环 |
| 2.3.3 阻抗(EIS) |
| 2.3.4 循环伏安(CV) |
| 2.4 材料老化实验 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 LiNbO_3对LiCoO_2正极材料在4.5 V的表面改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 物理表征 |
| 3.3.2 电化学表征 |
| 3.3.3 热稳定性和热安全性 |
| 3.4 机理研究 |
| 3.4.1 FTIR分析 |
| 3.4.2 老化实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 Li_7La_3Zr_2O_(12)对LiCoO_2正极材料在4.5 V的表面修饰研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 物理表征 |
| 4.3.2 电化学表征 |
| 4.3.3 热安全性和稳定性 |
| 4.4 机理探究 |
| 4.4.1 FTIR分析 |
| 4.4.2 老化实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 工作总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（7）钠离子电池硅酸铁钠正极材料的制备、改性及储钠性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钠离子电池概述 |
| 1.2.1 钠离子电池的结构及工作机制 |
| 1.2.2 钠离子电池的特点 |
| 1.2.3 钠离子电池研究概况 |
| 1.2.4 钠离子电池面临的挑战 |
| 1.3 钠离子电池正极材料研究概况 |
| 1.3.1 氧化物正极材料 |
| 1.3.2 聚阴离子型正极材料 |
| 1.3.3 金属六氰基化合物正极材料 |
| 1.3.4 有机化合物正极材料 |
| 1.4 硅酸盐正极材料研究动态及发展前沿 |
| 1.4.1 硅酸盐化合物的组合策略 |
| 1.4.2 硅酸盐正极材料的晶体结构 |
| 1.4.3 Na_2(Mn/Co)SiO_4正极材料的研究现状和发展前沿 |
| 1.4.4 Na_2FeSiO_4正极材料的研究现状和发展前沿 |
| 1.5 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 实验仪器设备、试剂及表征方法 |
| 2.1 实验试剂及仪器设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 主要试验仪器设备 |
| 2.2 材料的物理和化学性质测试 |
| 2.2.1 X-射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 场发射扫描电镜(FE-SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.5 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
| 2.2.6 电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES) |
| 2.2.7 热重-差热(TG-DTA)分析 |
| 2.2.8 比表面积(BET)分析 |
| 2.3 扣式电池制备 |
| 2.3.1 正极电极制备 |
| 2.3.2 电池组装 |
| 2.4 正极材料电化学性能测试原理及方法 |
| 2.4.1 正极材料嵌钠/脱钠研究 |
| 2.4.2 恒电流间歇滴定(GITT) |
| 2.4.3 电化学阻抗谱(EIS) |
| 2.4.4 循环伏安测试(CV) |
| 第3章 不同煅烧温度制备的Na_2Fe SiO_4/C正极材料及其储钠性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 溶胶-凝胶法制备Na_2FeSiO_4/C正极材料 |
| 3.2.2 制备样品的物理和化学性能表征 |
| 3.2.3 制备样品的电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 制备样品的粉末X-射线衍射 |
| 3.3.2 制备样品的微观形貌及组织结构表征 |
| 3.3.3 制备样品的比表面积、傅里叶变换红外光谱和XPS测试 |
| 3.3.4 制备样品的电化学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 具有稳定结构的Pb2_1a-Na_2FeSiO_4/C正极材料制备及储钠性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Pb2_1a-Na_2FeSiO_4/C正极材料的制备 |
| 4.2.2 正极材料的物理和化学性质表征 |
| 4.2.3 制备样品的电化学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 制备样品的物理和化学性质表征 |
| 4.3.2 Na_2FeSiO_4/C正极材料在充放电过程中的晶型结构演变 |
| 4.3.3 晶型结构转变对Na_2FeSiO_4/C正极材料电化学性能的影响 |
| 4.3.4 不同晶型结构对Na~+在Na_2FeSiO_4正极材料中扩散速率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同电势状态下Na~+在Na_2Fe SiO_4/C电极中的嵌入/脱出动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Na_2FeSiO_4/C复合材料的制备、晶体结构及微观形貌表征 |
| 5.2.2 三电极体系测试装置 |
| 5.2.3 电化学阻抗谱(EIS)测试方法 |
| 5.2.4 恒电流间歇滴定(GITT)测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 制备样品的物理性质表征和电化学性能测试 |
| 5.3.2 Na_2FeSiO_4/C电极的电化学阻抗谱(EIS)分析 |
| 5.3.3 Na_2FeSiO_4/C电极的恒电流间歇滴定(GITT)分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 分散在三维层次多孔碳基体中的镍掺杂Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子制备及储钠性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 分散在三维层次多孔碳基体中的镍掺杂Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子的制备 |
| 6.2.2 镍掺杂的Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子微观形貌及结构表征 |
| 6.2.3 镍掺杂的Na_2FeSiO_4@C电极制备及电化学性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 NFS@C、NFNS@C-0.01、NFNS@C-0.03和NFNS@C-0.05 的物理和化学性质表征 |
| 6.3.2 不同镍掺杂量对于Na_2FeSiO_4@C正极材料晶体结构的影响 |
| 6.3.3 NFS@C、NFNS@C-0.01、NFNS@C-0.03和NFNS@C-0.05 的储钠性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 钴掺杂的Na_2Fe SiO_4@C正极材料制备及储钠性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 钴掺杂的Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子制备 |
| 7.2.2 钴掺杂的Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子微观形貌及结构表征 |
| 7.2.3 钴掺杂的Na_2FeSiO_4@C电极制备及电化学性能测试 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 不同Co元素掺杂量Na_2Fe_(1-x)Co_xSi O_4@C样品的晶体结构表征 |
| 7.3.2 不同Co元素掺杂量Na_2Fe_(1-x)Co_xSi O_4@C样品的物理和化学性质表征 |
| 7.3.3 不同Co元素掺杂量Na_2Fe_(1-x)Co_xSi O_4@C样品的储钠性能研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的主要科研成果 |
（8）Li1+xAlxTi2-x（PO4）3在锂电池中的应用及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂电池与无机快锂离子导体的发展 |
| 1.2.1 锂电池的产生 |
| 1.2.2 锂电池的工作原理 |
| 1.2.3 无机快锂离子导体的发展 |
| 1.3 无机快锂离子导体介绍与分类 |
| 1.3.1 NASICON型 |
| 1.3.2 石榴石型 |
| 1.3.3 钙钛矿型 |
| 1.3.4 反钙钛矿 |
| 1.3.5 硫化物型 |
| 1.4 无机快锂离子导体在LiCoO_2正极中的应用与研究进展 |
| 1.4.1 高电压钴酸锂存在的问题 |
| 1.4.2 高电压钴酸锂的优化策略 |
| 1.5 无机快锂离子导体在固体电解质中的应用与研究进展 |
| 1.5.1 固体电解质常见的问题 |
| 1.5.2 固体电解质的修饰策略 |
| 1.6 本论文的研究目的与内容 |
| 第二章 试验方法和设备 |
| 2.1 实验试剂与仪器设备 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 X射线衍射仪 |
| 2.2.3 透射电子显微镜 |
| 2.2.4 激光粒度仪 |
| 2.2.5 显微拉曼光谱仪 |
| 2.3 材料电化学性能测试 |
| 2.3.1 正极片制备 |
| 2.3.2 电化学阻抗谱测试 |
| 2.3.3 循环伏安测试 |
| 2.3.4 恒电流充放电测试 |
| 2.3.5 恒电流间歇滴定技术 |
| 第三章 LATP修饰LiCoO_2的制备及其在高电压下的电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料制备 |
| 3.2.2 材料表征 |
| 3.2.3 电化学表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌与晶体结构分析 |
| 3.3.2 动力学性能分析 |
| 3.3.3 电化学性能分析 |
| 3.3.4 稳定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 LATP固体电解质的制备及其在固态电池中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 NASICON型 LATP快离子导体粉末的制备 |
| 4.2.2 LATP陶瓷电解质的制备 |
| 4.2.3 聚合物电解质溶液的制备 |
| 4.2.4 材料表征 |
| 4.2.5 电化学表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 固体电解质物理性质表征 |
| 4.3.2 界面阻抗分析 |
| 4.3.3 电化学性能分析 |
| 4.3.4 界面稳定性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）基于无机快离子导体LATP的复合电解质的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池发展简史及发展趋势 |
| 1.2.2 锂离子电池工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池的基本构造和特点 |
| 1.2.4 当前锂离子电池面临的挑战 |
| 1.3 锂离子电池固体电解质概述 |
| 1.3.1 无机固体电解质 |
| 1.3.2 固体聚合物电解质 |
| 1.3.3 聚合物-无机型复合电解质 |
| 1.3.3.1 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) |
| 1.3.3.2 聚偏氟乙烯及其共聚物(PVDF/PVDF-HFP) |
| 1.3.3.3 热塑性聚氨酯(TPU) |
| 1.4 论文研究意义及主要内容 |
| 第2章 实验基本材料及表征方法 |
| 2.1 实验主要试剂 |
| 2.2 实验主要仪器 |
| 2.3 电极的制备及电池组装 |
| 2.4 材料的表征及性能测试 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜 |
| 2.4.2 X-射线衍射分析 |
| 2.4.3 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.4.4 热稳定性分析 |
| 2.5 材料的电化学性能测试 |
| 2.5.1 线性扫描伏安法 |
| 2.5.2 离子电导率测试 |
| 2.5.3 恒流充放电测试 |
| 第3章 溶胶凝胶法制备无机固体电解质Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3的制备 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 不同Al掺杂摩尔分数SEM分析 |
| 3.3.2 不同Al掺杂摩尔分数XRD分析 |
| 3.3.3 不同Al掺杂摩尔分数相对密度分析 |
| 3.3.4 不同Al掺杂摩尔分数电导率分析 |
| 3.3.5 不同煅烧温度SEM分析 |
| 3.3.6 不同煅烧温度XRD分析 |
| 3.3.7 不同煅烧温度的相对密度及电导率分析 |
| 3.3.8 不同烧结时间的SEM分析 |
| 3.3.9 不同烧结时间的XRD分析 |
| 3.3.10 不同烧结时间的相对密度及电导率分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 复合电解质LATP/PVDF/PMMA的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LATP/PVDF/PMMA复合电解质的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SEM分析 |
| 4.3.2 XRD分析 |
| 4.3.3 FTIR分析 |
| 4.3.4 TG与DSC分析 |
| 4.3.5 吸液率测试 |
| 4.3.6 离子电导率与活化能分析 |
| 4.3.7 电化学稳定窗口及界面稳定性分析 |
| 4.3.8 充放电和循环性能测试 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 复合电解质LATP/PVDF/TPU的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 LATP/PVDF/TPU复合电解质的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 SEM分析 |
| 5.3.2 XRD分析 |
| 5.3.3 FTIR分析 |
| 5.3.4 TG与DSC分析 |
| 5.3.5 吸液率测试 |
| 5.3.6 机械性能 |
| 5.3.7 离子电导率与活化能分析 |
| 5.3.8 电化学稳定窗口及界面稳定性分析 |
| 5.3.9 充放电和循环性能测试 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文与研究成果 |
（10）金属钠米颗粒修饰银纳米线的微观结构与SERS效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 银基纳米材料的概述 |
| 1.1.1 纳米材料简介 |
| 1.1.2 银基纳米材料简介 |
| 1.1.3 银基纳米材料的制备方法 |
| 1.2 表面增强拉曼散射(SERS)光谱的概述 |
| 1.2.1 拉曼散射和表面增强拉曼散射 |
| 1.2.2 表面增强拉曼散射光谱的增强机理 |
| 1.2.3 表面增强拉曼散射活性基底 |
| 1.3 表面增强拉曼光谱的应用 |
| 1.3.1 表面增强拉曼光谱在环境监测中的应用 |
| 1.3.2 表面增强拉曼光谱在化学分析中的应用 |
| 1.3.3 表面增强拉曼光谱在生物医学中的应用 |
| 1.3.4 表面增强拉曼光谱在食品安全中的应用 |
| 1.4 分形几何学 |
| 1.5 本课题的研究目的和意义 |
| 1.5.1 本课题的研究目的 |
| 1.5.2 本课题的研究意义 |
| 2 样品制备与表征 |
| 2.1 实验技术路线图 |
| 2.2 实验试剂与仪器 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 快离子导体材料 |
| 2.4 真空热蒸镀薄膜的实验参数确定 |
| 2.5 Metal NPs/Ag NWs结构的制备工艺图 |
| 2.6 分析表征与性能测试 |
| 2.6.1 金属纳米结构宏观形貌分形表征 |
| 2.6.2 扫描电子显微镜表征(SEM) |
| 2.6.3 能量色散谱表征(EDS) |
| 2.6.4 透射电子显微镜表征(TEM) |
| 2.6.5 表面增强拉曼散射性能测试 |
| 3 Metal NPs/Ag NWs结构的制备与表征分析 |
| 3.1 银纳米线结构宏观照片分析 |
| 3.2 银纳米线结构两端电压与时间变化的趋势分析 |
| 3.3 分形学对宏观银纳米线结构的生长机制探索 |
| 3.4 银纳米线结构的SEM图、EDS图和TEM图分析 |
| 3.5 Metal NPs/Ag NWs结构的SEM图和EDS图分析 |
| 3.5.1 外加电流强度为3μA的 Metal NPs/Ag NWs材料微观组织分析 |
| 3.5.2 外加电流强度为6μA的 Metal NPs/Ag NWs材料微观组织分析 |
| 3.5.3 外加电流强度为9μA的 Metal NPs/Ag NWs材料微观组织分析 |
| 3.6 Metal NPs/Ag NWs的生长机理分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 Metal NPs/Ag NWs结构对玫瑰红B与碱性橙II的 SERS研究 |
| 4.1 银纳米线结构对玫瑰红B水溶液的SERS研究 |
| 4.2 Metal NPs/Ag NWs结构对玫瑰红B水溶液的SERS研究 |
| 4.2.1 I=3μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对玫瑰红B水溶液的SERS研究 |
| 4.2.2 I=6μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对玫瑰红B水溶液的SERS研究 |
| 4.2.3 I=9μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对玫瑰红B水溶液的SERS研究 |
| 4.3 银纳米线结构对碱性橙II水溶液的表面增强拉曼散射光谱研究 |
| 4.4 Metal NPs/Ag NWs结构对碱性橙II水溶液的SERS研究 |
| 4.4.1 I=3μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对碱性橙II水溶液的SERS研究 |
| 4.4.2 I=6μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对碱性橙II水溶液的SERS研究 |
| 4.4.3 I=9μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对碱性橙II水溶液的SERS研究 |
| 4.5 SERS增强机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 Metal NPs/Ag NWs结构SERS基底对三聚氰胺的检测 |
| 5.1 三聚氰胺固体拉曼检测 |
| 5.2 银纳米线结构SERS基底对三聚氰胺水溶液的拉曼检测 |
| 5.3 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺水溶液的拉曼检测 |
| 5.3.1 I=3μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺水溶液的拉曼检测 |
| 5.3.2 I=6μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺水溶液的拉曼检测 |
| 5.3.3 I=9μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺水溶液的拉曼检测 |
| 5.4 银纳米线结构SERS基底对三聚氰胺加标牛奶溶液的拉曼检测 |
| 5.5 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺加标牛奶溶液的拉曼检测 |
| 5.5.1 I=3μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺加标牛奶溶液的拉曼检测 |
| 5.5.2 I=6μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺加标牛奶溶液的拉曼检测 |
| 5.5.3 I=9μA时 Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺加标牛奶溶液的拉曼检测 |
| 5.6 不同Metal NPs/Ag NWs结构对三聚氰胺SERS特性比较 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、快离子导体的物理研究（论文参考文献）
- [1]基于快离子导体RbAg4I5制备和修饰纳米材料及其应用研究[D]. 潘宗魏. 华中农业大学, 2021
- [2]AgCuTe基材料合金相图及热电性能研究[D]. 韩薷墨. 广西大学, 2021(12)
- [3]Ag基快离子导体热电材料的研究进展[J]. 胡惠平,夏凯阳,朱铁军,赵新兵. 稀有金属, 2021(05)
- [4]固态离子学法制备铜纳米结构的生长机理及其应用研究[D]. 张一帆. 西安工业大学, 2021
- [5]快离子导体Li1.4Al0.4Ti1.6（PO4）3对复合固态电解质的改性研究[D]. 易淑宏. 河南大学, 2020(02)
- [6]两种快离子导体对锂离子电池LiCoO2正极材料的表面修饰研究[D]. 董玉婉. 河南大学, 2020(02)
- [7]钠离子电池硅酸铁钠正极材料的制备、改性及储钠性能研究[D]. 白艳松. 湘潭大学, 2020(12)
- [8]Li1+xAlxTi2-x（PO4）3在锂电池中的应用及其性能研究[D]. 胡欣超. 华南理工大学, 2020(02)
- [9]基于无机快离子导体LATP的复合电解质的制备及性能研究[D]. 蒋东昊. 湘潭大学, 2020(02)
- [10]金属钠米颗粒修饰银纳米线的微观结构与SERS效应研究[D]. 江恒泽. 西安工业大学, 2020(04)