| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第24-78页 |
| 1.1 引言 | 第24-25页 |
| 1.2 锂离子电池概述 | 第25-40页 |
| 1.2.1 锂离子电池技术的工作原理 | 第26-27页 |
| 1.2.2 锂离子电池电解质的基本类型和特点 | 第27-35页 |
| 1.2.2.1 有机液体 | 第27-29页 |
| 1.2.2.2 无机物 | 第29-33页 |
| 1.2.2.3 聚合物 | 第33-35页 |
| 1.2.3 下一代锂离子电池及其进展 | 第35-40页 |
| 1.2.3.1 锂硫电池 | 第35-37页 |
| 1.2.3.2 全固态电池 | 第37-40页 |
| 1.3 石榴石结构锂离子固体电解质 | 第40-75页 |
| 1.3.1 结构 | 第41-51页 |
| 1.3.1.1 石榴石晶体结构和衍生的锂离子电解质 | 第41-44页 |
| 1.3.1.2 四方相与立方相Li_7La_3Zr_2O_(12) | 第44-48页 |
| 1.3.1.3 c-LLZO中的锂离子迁移 | 第48-51页 |
| 1.3.2 掺杂 | 第51-61页 |
| 1.3.2.1 Li位掺杂 | 第57-60页 |
| 1.3.2.2 Zr位掺杂 | 第60-61页 |
| 1.3.3 制备 | 第61-65页 |
| 1.3.3.1 陶瓷块体 | 第61-63页 |
| 1.3.3.2 陶瓷薄膜 | 第63-65页 |
| 1.3.4 稳定性 | 第65-73页 |
| 1.3.4.1 Li-Garnet与水的离子交换 | 第66-68页 |
| 1.3.4.2 Li/LLZO界面润湿性 | 第68-70页 |
| 1.3.4.3 Li/LLZO/Li对称电池循环中陶瓷内部锂枝晶问题 | 第70-73页 |
| 1.3.5 基于LLZO的固态电池 | 第73-75页 |
| 1.4 论文的选题思路和技术路线 | 第75-78页 |
| 第2章 材料性能表征和实验方法 | 第78-84页 |
| 2.1 主要仪器实验设备 | 第78页 |
| 2.2 材料的结构表征和物理性能测试 | 第78-81页 |
| 2.2.1 X射线粉末衍射(XRD) | 第78-79页 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM) | 第79-80页 |
| 2.2.3 三点弯曲试验 | 第80页 |
| 2.2.4 激光粒度分析 | 第80-81页 |
| 2.3 电化学性能测试 | 第81-84页 |
| 2.3.1 交流阻抗法 | 第81-82页 |
| 2.3.2 循环伏安法 | 第82页 |
| 2.3.3 恒电流充放电测试 | 第82-84页 |
| 第3章 Li_7La_3Zr_2O_(12)常压烧结行为和机理 | 第84-124页 |
| 3.1 引言 | 第84-85页 |
| 3.2 LLZO烧结中VLC的存在性和作用 | 第85-101页 |
| 3.2.1 材料制备与陶瓷烧结 | 第85-87页 |
| 3.2.2 表征结果分析和讨论 | 第87-100页 |
| 3.2.2.1 Ta-LLZO粉体的物相、粒度与形貌 | 第87-88页 |
| 3.2.2.2 证实VLC的存在 | 第88-93页 |
| 3.2.2.3 不同VLC浓度中、1250℃下烧结5h的Ta-LLZO | 第93-96页 |
| 3.2.2.4 VLC浓度对LLZO晶粒演化的影响 | 第96-100页 |
| 3.2.3 小结 | 第100-101页 |
| 3.3 低成本Li_xMO_y化合物替代LLZO埋粉 | 第101-109页 |
| 3.3.1 材料制备 | 第101-102页 |
| 3.3.2 结果分析与讨论 | 第102-108页 |
| 3.3.2.1 使用Nb-LLZO埋粉烧结的对照样 | 第102-103页 |
| 3.3.2.2 Li_5AlO_4,Li_2TiO_3 Li_2SiO_3 and Li_4SiO_4埋粉 | 第103-104页 |
| 3.3.2.3 (Li_2O)_x-(ZrO_2)_(1-x)埋粉 | 第104-108页 |
| 3.3.3 小结 | 第108-109页 |
| 3.4 无埋粉烧结工艺 | 第109-122页 |
| 3.4.1 材料制备 | 第110-112页 |
| 3.4.2 表征结果分析与讨论 | 第112-122页 |
| 3.4.2.1 粉体和素坯 | 第112-114页 |
| 3.4.2.2 坩埚材质对Li15素坯的烧结结果的影响 | 第114-117页 |
| 3.4.2.3 锂过量对Pt和MgO坩埚中LLZO烧结的影响 | 第117-122页 |
| 3.4.2.4 小结 | 第122页 |
| 3.5 本章总结 | 第122-124页 |
| 第4章 助烧结剂La_2Zr_2O_7提高Li_7La_3Zr_2O_(12)陶瓷电导率 | 第124-142页 |
| 4.1 引言 | 第124-125页 |
| 4.2 La_2Zr_2O_7在Ta-LLZO陶瓷中的助烧结作用和机制 | 第125-135页 |
| 4.2.1 材料制备 | 第125-126页 |
| 4.2.2 结果与分析 | 第126-135页 |
| 4.2.2.1 粉体粒度、形貌 | 第126-128页 |
| 4.2.2.2 Ta-LLZO+LZO陶瓷物相、性能、微观结构 | 第128-131页 |
| 4.2.2.3 微观结构与助烧结机理 | 第131-135页 |
| 4.2.3 小结 | 第135页 |
| 4.3 基于Ta-LLZO-LZO体系的高品质Li~+电解质陶瓷 | 第135-140页 |
| 4.3.1 材料制备 | 第135-136页 |
| 4.3.2 结果与分析 | 第136-140页 |
| 4.3.2.1 粉体粒度与陶瓷实物图 | 第136-137页 |
| 4.3.2.2 陶瓷阻抗谱、电导率、致密度、断面形貌 | 第137-139页 |
| 4.3.2.3 实验室规模生产LLZO电解质陶瓷片 | 第139-140页 |
| 4.3.3 小结 | 第140页 |
| 4.4 本章总结 | 第140-142页 |
| 第5章 阻烧结剂MgO提高Li_7La_3Zr_2O_(12)陶瓷强度 | 第142-180页 |
| 5.1 引言 | 第142-144页 |
| 5.2 Ta-LLZO-MgO复合陶瓷 | 第144-157页 |
| 5.2.1 材料制备 | 第144-146页 |
| 5.2.2 结果与讨论 | 第146-156页 |
| 5.2.2.1 物相 | 第146-147页 |
| 5.2.2.2 致密度、强度和微观结构 | 第147-151页 |
| 5.2.2.3 MgO分布 | 第151-152页 |
| 5.2.2.4 陶瓷电导率、活化能 | 第152-154页 |
| 5.2.2.5 电池测试结果 | 第154-156页 |
| 5.2.3 小结 | 第156-157页 |
| 5.3 MgO在复合陶瓷烧结过程中的作用 | 第157-171页 |
| 5.3.1 材料制备 | 第158页 |
| 5.3.2 结果与讨论 | 第158-171页 |
| 5.3.2.1 砂磨粉体粒度、形貌表征 | 第159-160页 |
| 5.3.2.2 陶瓷烧结、外观、微观形貌 | 第160-164页 |
| 5.3.2.3 复合陶瓷的物相、致密度、电导率、断裂强度 | 第164-167页 |
| 5.3.2.4 MgO的作用 | 第167-171页 |
| 5.3.3 小结 | 第171页 |
| 5.4 两步法烧结制备高强度复合陶瓷 | 第171-177页 |
| 5.4.1 材料制备 | 第172-173页 |
| 5.4.2 结果与讨论 | 第173-177页 |
| 5.4.3 小结 | 第177页 |
| 5.5 本章总结 | 第177-180页 |
| 第6章 Nb-LLZO掺杂研究与烧结优化 | 第180-200页 |
| 6.1 引言 | 第180页 |
| 6.2 Li_(7-x)La_3Zr_(2-x)Nb_xO_(12)(x=0.2-0.7)陶瓷烧结与性能 | 第180-189页 |
| 6.2.1 材料制备 | 第181页 |
| 6.2.2 结果与讨论 | 第181-189页 |
| 6.2.2.1 Nb-LLZO粉体、陶瓷的物相和微观结构 | 第181-187页 |
| 6.2.2.2 Nb-LLZO陶瓷的致密度与电导率 | 第187-189页 |
| 6.2.3 小结 | 第189页 |
| 6.3 Li_(7-x)La_3Zr_(2-x)Nb_xO_(12)-MgO(x=0. 2-0.7)复合陶瓷烧结与性能 | 第189-198页 |
| 6.3.1 材料制备 | 第189-190页 |
| 6.3.2 结果与分析 | 第190-197页 |
| 6.3.2.1 陶瓷烧结与微观结构 | 第190-195页 |
| 6.3.2.2 Nb-LLZO-MgO复合陶瓷的致密度和电化学性能 | 第195-197页 |
| 6.3.3 小结 | 第197-198页 |
| 6.4 本章总结 | 第198-200页 |
| 第7章 水基溶剂制备Li_7La_3Zr_2O_(12)固体电解质的方法 | 第200-216页 |
| 7.1 引言 | 第200-201页 |
| 7.2 材料制备 | 第201-203页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第203-214页 |
| 7.3.1 砂磨与喷雾制备的粉体、素坯和陶瓷 | 第203-208页 |
| 7.3.2 纯Ta-LLZO、Ta-LLZO-MgO复合陶瓷的晶粒形貌演化和电化学性能 | 第208-211页 |
| 7.3.3 普通干燥法制备的Ta-LLZO-MgO复合陶瓷粉体、素坯和陶瓷 | 第211-213页 |
| 7.3.4 基于Ta-LLZO-MgO的锂硫电池 | 第213-214页 |
| 7.4 本章总结 | 第214-216页 |
| 第8章 全文总结与展望 | 第216-222页 |
| 参考文献 | 第222-250页 |
| 致谢 | 第250-252页 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 | 第252-255页 |
