水热电化学法制备LiMO2薄膜电极的原理研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 目录 | 第9-12页 |
| 第一章 文献综述 | 第12-26页 |
| 1.1 锂离子二次电池概述 | 第12-13页 |
| 1.2 锂离子电池的电化学反应原理及特征 | 第13-14页 |
| 1.3 锂离子电池材料 | 第14-17页 |
| 1.3.1 电解质材料和隔膜材料 | 第14页 |
| 1.3.2 负极材料 | 第14-15页 |
| 1.3.3 正极材料 | 第15-17页 |
| 1.4 LiMO_2电极的制备 | 第17-21页 |
| 1.4.1 传统电极的制备 | 第17-19页 |
| 1.4.2 薄膜电极的制备 | 第19-20页 |
| 1.4.3 电极制备方法的比较 | 第20-21页 |
| 1.5 水热电电化学方法 | 第21-24页 |
| 1.5.1 水热电化学技术特点 | 第22页 |
| 1.5.2 水热电化学技术的反应机理 | 第22-24页 |
| 1.5.3 水热电化学反应动力学分析 | 第24页 |
| 1.6 选题意义与研究内容 | 第24-26页 |
| 第二章 水热电化学制备LiMO_2薄膜的反应历程 | 第26-49页 |
| 2.1 反应历程的热力学分析 | 第26-41页 |
| 2.1.1 电极上的反应 | 第26-27页 |
| 2.1.2 反应热力学条件 | 第27-29页 |
| 2.1.3 反应参与物的热力学参数 | 第29-30页 |
| 2.1.4 各反应的热力学判断 | 第30-37页 |
| 2.1.5 反应历程 | 第37-38页 |
| 2.1.6 反应参数的范围 | 第38-41页 |
| 2.2 电化学方法研究水热电化学电极反应过程 | 第41-45页 |
| 2.2.1 循环伏安研究 | 第41-43页 |
| 2.2.2 恒电位分析 | 第43-45页 |
| 2.2.3 分析结果 | 第45页 |
| 2.3 反应产物的分析 | 第45-48页 |
| 2.3.1 制备LiCoO_2的中间产物分析 | 第45-47页 |
| 2.3.2 制备LiNiO_2的中间产物分析 | 第47页 |
| 2.3.3 产物分析 | 第47-48页 |
| 2.4 本章小结 | 第48-49页 |
| 第三章 水热电化学法制备LiMO_2薄膜 | 第49-66页 |
| 3.1 前言 | 第49页 |
| 3.2 实验部分 | 第49-51页 |
| 3.2.1 原料 | 第49页 |
| 3.2.2 实验过程 | 第49-50页 |
| 3.2.3 材料宏观电化学性能的测试 | 第50-51页 |
| 3.2.4 其它性能的分析测试 | 第51页 |
| 3.3 LiMO_2薄膜的晶体结构特征 | 第51-54页 |
| 3.3.1 LiMO_2晶体结构特征 | 第51-52页 |
| 3.3.2 Co、Ni电极上的LiMO_2薄膜 | 第52-54页 |
| 3.4 价键结构特征 | 第54-59页 |
| 3.4.1 对称性和基团分析 | 第54-55页 |
| 3.4.2 红外光谱分析 | 第55-57页 |
| 3.4.3 拉曼光谱分析 | 第57-58页 |
| 3.4.4 总体分析 | 第58-59页 |
| 3.5 LiMO_2薄膜的表面结构特征 | 第59-63页 |
| 3.5.1 LiMO_2的XPS分析 | 第59-61页 |
| 3.5.2 LiMO_2薄膜的形貌分析 | 第61-63页 |
| 3.6 LiMO_2薄膜电极的电性能 | 第63-65页 |
| 3.6.1 LiMO_2薄膜电极的循环伏安特性 | 第63-64页 |
| 3.6.2 LiMO_2薄膜电极的寿命分析 | 第64-65页 |
| 3.7 本章小结 | 第65-66页 |
| 第四章 LiMO_2薄膜的基本特征 | 第66-79页 |
| 4.1 前言 | 第66页 |
| 4.2 薄膜厚度 | 第66-70页 |
| 4.2.1 溶液pOH值对薄膜厚度的影响 | 第66-67页 |
| 4.2.2 反应温度对薄膜厚度的影响 | 第67-68页 |
| 4.2.3 电流强度对薄膜厚度的影响 | 第68-69页 |
| 4.2.4 反应时间对薄膜厚度的影响 | 第69页 |
| 4.2.5 薄膜厚度对薄膜电极电性能的影响 | 第69-70页 |
| 4.3 晶粒大小 | 第70-76页 |
| 4.3.1 温度对薄膜晶粒大小的影响 | 第71页 |
| 4.3.2 电流密度对薄膜晶粒大小的影响 | 第71-72页 |
| 4.3.3 溶液pOH值对薄膜晶粒大小的影响 | 第72-73页 |
| 4.3.4 时间对薄膜晶粒大小的影响 | 第73-74页 |
| 4.3.5 晶粒大小对薄膜电极电性能的影响 | 第74-76页 |
| 4.4 薄膜内应力 | 第76-78页 |
| 4.4.1 基片对薄膜应力的影响 | 第76-77页 |
| 4.4.2 温度对薄膜应力的影响 | 第77页 |
| 4.4.3 电流密度对薄膜应力的影响 | 第77-78页 |
| 4.4.4 薄膜厚度与薄膜应力的关系 | 第78页 |
| 4.5 本章小结 | 第78-79页 |
| 第五章 LiMO_2薄膜的择优取向 | 第79-91页 |
| 5.1 前言 | 第79页 |
| 5.2 厚度对择优取向的影响 | 第79-80页 |
| 5.3 温度和压力对薄膜择优取向的影响 | 第80-82页 |
| 5.4 电流密度对择优取向的影响 | 第82-84页 |
| 5.5 基体材料与薄膜择优取向的关系 | 第84-87页 |
| 5.6 电极间距离对薄膜择优取向的影响 | 第87页 |
| 5.7 择优取向对材料电化学性能的影响 | 第87-90页 |
| 5.7.1 择优取向对材料循环伏安性能的影响 | 第88-89页 |
| 5.7.2 择优取向对材料充放电容量的影响 | 第89-90页 |
| 5.8 本章小结 | 第90-91页 |
| 第六章 LiMO_2薄膜晶体生长机理 | 第91-106页 |
| 6.1 前言 | 第91页 |
| 6.2 水热电化学法生长LiMO_2晶体过程 | 第91-97页 |
| 6.2.1 M离子生成过程 | 第91-93页 |
| 6.2.2 生长基元的形成 | 第93-94页 |
| 6.2.3 LiMO_2晶体形成 | 第94-97页 |
| 6.3 LiMO_2薄膜界面生长动力学 | 第97-100页 |
| 6.3.1 光滑界面结构模型 | 第98-99页 |
| 6.3.2 粗糙界面生长模型 | 第99-100页 |
| 6.4 LiMO_2晶体生长形态 | 第100-104页 |
| 6.4.1 晶体几何形态与晶体结构的关系 | 第101页 |
| 6.4.2 溶液pOH值 | 第101-102页 |
| 6.4.3 温度对晶体形态的影响 | 第102-103页 |
| 6.4.4 晶体生长形态与电流密度的关系 | 第103-104页 |
| 6.5 本章小结 | 第104-106页 |
| 第七章 结论 | 第106-108页 |
| 参考文献 | 第108-123页 |
| 致谢 | 第123-124页 |
| 攻读博士期间发表的论文 | 第124页 |
