导读:本文包含了氧离子固体电解质论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:丰田,固体电解质,专利分析
氧离子固体电解质论文文献综述
余志敏,苏佳[1]（2019）在《丰田在锂离子固体电解质上的专利技术分析》一文中研究指出采用易燃有机溶剂的液体电解质的锂离子电池存在安全隐患,固体电解质在安全性、热稳定性等方面具有明显优势,因此发展固体电解质是提高动力电池安全性能的有效途径。使用锂离子动力电池的新能源汽车目前强势发展,丰田作为汽车领域的领军企业,其对锂离子固体电池的发展对汽车行业具有重要参考价值。本文主要以CNABS专利数据库以及DWPI专利数据库中的检索结果为分析样本,从专利文献的视角对丰田在锂离子固体电解质的专利进行了全面统计。结果表明,丰田关于锂离子固体电池的专利申请主要分布在日本、美国和中国,在固体电解质上的重点研究方向为硫化物固体电解质,并且重点围绕提高其锂离子传导率、减少硫化物气体的产生、降低界面电阻等方面。(本文来源于《储能科学与技术》期刊2019年03期）
李文龙,刘欢,袁康,杨利青,周倩倩[2]（2019）在《锆盐原料不同对LiZr_2(PO_4)_3锂离子固体电解质结构及性能的影响》一文中研究指出以不同的锆盐为原料,采用固相法及液相法制备LiZr_2(PO_4)_3锂离子固体电解质,通过无压烧结的方式制备得到固体电解质片,并通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),电化学交流阻抗(EIS)对LiZr_2(PO_4)_3锂离子固态电解质进行表征,通过测试结果对比分析,研究锆盐原料的不同对LiZr_2(PO_4)_3锂离子固态电解质结构及性能的影响。结果表明:当以醋酸锆为锆盐原料时,合成的LiZr_2(PO_4)_3以高电导率的菱方相于室温下稳定存在,而其他3种锆盐作原料时合成的LiZr_2(PO_4)_3室温下以叁斜相存在。制备的菱方相LiZr_2(PO_4)_3电解质样品片室温锂离子总电导率最大,为2.25×10~(-5) S/cm,且激活能值最小,为0.28 eV。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2019年04期）
张德超,张隆[3]（2019）在《掺杂型Na_3SbS_4钠离子固体电解质的制备与离子输运性能研究》一文中研究指出全固态钠离子电池以其丰富的资源及较低的成本有望应用于大规模储能领域,如何提升钠离子电解质的离子电导率是发展全固态电池需要解决的关键性问题之一。离子电导率受空位主导的硫化物Na_3SbS_4固体电解质材料具有较高的离子电导率和良好的界面稳定性,是构建高能量密度钠离子全固态电池理想的固体电解质材料。本研究通过阴/阳离子掺杂对Na_3SbS_4晶体结构进行优化,改变钠离子传输通道,构建钠离子空位,以期进一步提高其电导率。实验结果表明,所选用的掺杂离子可以有效地进入到Na_3SbS_4晶格中,电解质电导率得到提升;循环伏安测试结果表明,掺杂样品具有良好的电化学稳定性和较宽的稳定电压窗。(本文来源于《燕山大学学报》期刊2019年02期）
李文龙,刘欢,杨利青,周倩倩,王红飞[4]（2018）在《Li_(3-2x)B_(1-x)N_xO_3(x=0.1,0.2,0.3)锂离子固体电解质的制备和性能》一文中研究指出以硝酸锂、碳酸锂、氧化硼为原料,采用固相法制备得到了Li_(3-2x)B_(1-x)N_xO_3(x=0.1, 0.2, 0.3)锂离子固体电解质,通过无压烧结制备得到固体电解质片,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学交流阻抗(EIS)对Li_(3-2x)B_(1-x)N_xO_3固态电解质进行了表征。结果表明:当x=0.2时,采用无压烧结在600℃烧结10 h制备得到的固体电解质片致密度最高,达到理论密度的90.07%,室温锂离子总电导率也最大,为6.37×10~(-6) S/cm,此时激活能值最小,为0.48 eV。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2018年12期）
黄晓[5]（2018）在《石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化》一文中研究指出目前商业锂离子电池主要采用有机电解液,其在非常规环境下存在漏液、燃烧、爆炸等安全隐患。基于无机固体陶瓷电解质的固态电池对解决传统液态电池存在的安全问题具有重要意义。此外,固态锂电池具有高比能量、长循环寿命、自放电低和可设计性强等优点,目前已被广泛应用于微电子系统和便携式电子设备等领域。发展固态电池的技术关键在于研发高性能固体电解质。一般来说,这种电解质应具备高锂离子电导率、宽的化学窗口和对电极材料的良好的化学稳定性。石榴石结构锂离子固体电解质(Li-Garnet solid electrolyte,Li_7La_3Zr_2O_(12),LLZO)具备高电导率(近10~(-3) S cm~(-1)),对金属锂稳定,电化学窗口宽(0~4V)等优点,是下一代高安全性固态锂电池的候选电解质材料之一。从2007年第一次报道至今,人们专注于该类陶瓷的掺杂和结构研究。Al、Ga、Nb、Ta等金属阳离子被尝试掺入到LLZO晶格,稳定其立方相并提高电导率;四方相与立方相的结构分析、锂离子位置标定,理解其锂离子的输运通道。然而,这类陶瓷的烧结机制和相应的工艺优化鲜有报道。LLZO含有大量碱金属元素锂(29 mol%),与同样含大量碱金属元素钠的β′′-Al_2O_3类似,在其烧结过程中存在碱金属元素挥发、晶粒生长过快两个问题,难以致密化。在已发表的工作中,复杂且昂贵的热压法,等离子体烧结法以及场助力热压法被用来烧结LLZO以获得高致密度(>97%)的陶瓷。然而低成本常压烧结方法则很难获得致密度超过95%的陶瓷,需要进一步的探索和研究。本论文旨在研究LLZO的常压烧结机理和烧结工艺的优化,探索低成本制备高品质陶瓷电解质烧结方法,开展了以下研究工作:(1)立方相LLZO的烧结行为和机理:开发低成本烧结工艺该工作中,以Ta-LLZO(Li_(6.4)La_3Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12))为基础,确认锂挥发物(volatile lithium compounds,VLC)的存在,探索VLC对陶瓷烧结和结果的影响,设计时间梯度烧结实验观察在高低VLC气氛浓度条件下的陶瓷晶粒演化,分析表征晶界和陶瓷性能以推测可能的烧结机制和确定优化的烧结制度。此后,设计低成本的Li_xZrO_y化合物替代高成本的LLZO埋粉以补充高温烧结中锂挥发,验证烧结机制。研究并开发非铂金坩埚、无额外埋粉的烧结工艺以进一步降低LLZO的烧结成本。(2)助烧结剂La_2Zr_2O_7(LZO):降低烧结温度,提高电导率烧结过程中的VLC,与惰性的LZO反应,使之成为的助烧结剂:1.5La_2Zr_2O_7+4.5Li_2O(g)→Li_7La_3Zr_2O_(12)+Li_2ZrO_3在烧结中,晶界处的LZO与VLC原位反应生成高活性的LLZO和Li_2ZrO_3,一方面促进晶粒间传质烧结,另一方面改善晶界结合,提高电导率。此外,基于此组分小规模量产高电导率、高品质陶瓷片。(3)阻烧结剂MgO:抑制晶粒生长,提高机械强度Mg~(2+)难以进入LLZO晶格,MgO对LLZO化学稳定,那么MgO可以作为第二相材料阻碍烧结中LLZO晶粒表面物质输运,控制晶粒生长,制备高强度的LLZO/MgO复合陶瓷。设计梯度烧结实验观察晶粒生长演化,制备陶瓷超薄片观察晶粒和晶界,分析Mg的分布位置和理解MgO的作用机制。另外,设计两步烧结法(高温短时间烧结+低温长时间培育)以进一步提高LLZO/MgO复合陶瓷的弯曲强度。(4)Nb-LLZO系统掺杂和烧结研究研究Nb=0.2~0.7 pfu掺杂量的Nb-LLZO的样品物相、烧结行为、陶瓷微观结构与性能,确定最佳Li空位数,探索高品质Nb-LLZO陶瓷的制备工艺和烧结条件。同时结合阻烧结剂MgO,制备不同Nb掺杂量的Nb-LLZO-MgO复合陶瓷,研究其微观形貌和性能随Nb掺杂量的变化,寻找最佳的掺杂量。(5)基于水溶剂的LLZO粉体处理和陶瓷烧结工艺针对于批量生产,设计并探索出一套基于水系的砂磨、喷雾工艺,避免使用有机溶剂带来的风险,降低粉体处理的设备、物料成本。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
刘丽露[6]（2018）在《钠离子固体电解质及固态钠电池研究》一文中研究指出由于钠元素具有资源丰富、成本低的优势,钠离子电池受到了研究人员的广泛关注。国内外相关研究机构已经将其列入了研发计划,以期实现产业化。与商业化非常成熟的锂离子电池一样,目前钠离子电池均采用有机液体电解质,存在易燃、易爆等安全隐患。而采用固体电解质的固态电池则具备较高的安全性,近年来成为储能领域的研究热点。大规模储能系统需要储能器件具有低成本、高安全和长寿命等特点,因此,固态钠电池兼具低成本和高安全的优势成为未来规模储能领域的重要发展方向。目前,对固态钠电池的研究相对固态锂电池来说还比较少,关于固固界面接触问题、电极与电解质的兼容性、界面离子传输机理、电池循环稳定性的提升等一系列基础科学问题和关键技术有待探索与优化。鉴于此,本论文的研究工作围绕固态电池中固固界面改性、聚合物电解质与电极材料的兼容性、界面稳定性的机理以及固态Na-O_2电池的微观反应机制展开了基础性研究,主要包括以下内容:1.针对无机陶瓷固体电解质固态电池中固固界面接触差导致电池性能不佳的问题设计了一种新型的“牙膏电极”,该新型电极由活性材料、导电添加剂和离子液体组成,其中,离子液体代替了传统正极中正极电解质和粘结剂,兼具离子导体、润湿剂以及粘结剂的功能,与导电添加剂共同构成混合离子、电子导电网络,大大提高了固固界面接触面积,扩大了离子传输通道;此外,离子液体具有不挥发的特性,使“牙膏电极”在电池长循环过程中保持原始状态不变。新设计的固态钠电池表现出优异的可逆性、倍率性能和长循环稳定性。该设计思路对于解决固态电池中界面问题具有一定的指导意义。2.采用了环境友好的方法制备了PEO基聚合物固体电解质,通过对一系列不同的钠盐包括无机盐和有机盐的筛选,最终确定了PEO/NaFSI电解质体系;通过对正极材料的分析与选择,确定了正极材料选择碳包覆的Na_3V_2(PO4)_3;并对水系PEO/NaFSI聚合物进行了添加氧化铝纳米颗粒的改性研究;NVP|PEO_(20)NaFSI+1 wt.%Al_2O_3|Na固态电池在1C电流密度下循环2000周后,容量保持率高达92.8%,库伦效率非常稳定;采用软碳负极材料的SC|PEO_(20)NaFSI+1 wt.%Al_2O_3|Na固态电池也表现出较好的循环稳定性;进行了NVP|PEO_(20)NaFSI+1 wt.%Al_2O_3|SC全电池的探索;初步验证了bi-polar固态钠离子电池的可行性。3.对基于水系PEO/NaFSI+Al_2O_3电解质体系的固态钠电池具有优异的循环稳定性的机理进行了解析。控制单一变量,制备了不同体系的固体电解质,并在固态钠电池中测试、对比了其电化学性能;分析采用差别很小的电解质却导致电化学性能差异的原因,得出以下结论:1)PEO_(20) NaFSI+1 wt.%Al_2O_3 AQ电解质膜表面的酸性环境利于中和钠电正极材料表面的弱碱性;2)存在于电解质表面的磺酰胺类物质可能类似于液体电解质在电极表面生成的SEI膜,起到稳定界面的作用;3)氧化铝颗粒的进一步纳米化,增加了比表面积,使得电解质中仅添加1 wt.%的量就可以使电导率达到相对最高值;4)原位生成的AlF_3,其性质非常稳定,不会与电极界面发生副反应,从而提高电池界面稳定性。4.采用了环境透射显微镜和环境扫描电子显微镜对Na-O_2电池的充、放电过程进行了原位观测。在ETEM中,电子束的辐照作用对电池充放电过程影响较大;根据放电过程中,产物Na_2O_2的增长速率计算出Na~+离子的扩散系数,并分析了放电产物Na_2O_2的形成原因和导致电池不可逆的因素;在ESEM中,固态Na-O_2电池可以进行完整地充放电,并结合TEM的实验结果给出以下推论:在研究Na-O_2电池时,应该优化电解液、催化剂等条件,将放电产物控制在NaO_2而非Na_2O_2,这样可以减小Na-O_2电池极化,提升电池的可逆性。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2018-06-01）
陈步天[7]（2018）在《LI7LA3ZR2012基锂离子固体电解质的制备与电化学性能研究》一文中研究指出全固态锂电池具有能量密度高,运行温度范围宽,结构紧凑、规模可调、设计弹性大和安全性高等优点,是最有希望应用于电动汽车的储能系统之一。石榴石型固体电解质Li7La3Zr2012(LLZO)由于具有较高的锂离子电导率(10-4～10-(Scm-1),宽电化学窗口(约为6V)和对锂金属负极相对稳定性高等优点,非常有希望在电动汽车等领域得到重要运用。本论文通过高温固相法制备LLZO固体电解质材料,探究了烧结时间和温度对合成LLZO固体电解质材料的影响。结果表明,在烧结温度为1220°C烧结36小时的条件下,所制备的LLZO固体电解质材料具有很高的致密性和较高的离子电导率(约为1.54×10-4 Scnf1),通过XRD表征其结构为立方纯相的石榴石结构。进一步探究了 Al3+和Nb5+掺杂对LLZO固体电解质的影响。结果表明,在1150°C烧结18小时的条件下,可以得到致密的Al掺杂LLZO固体电解质材料,其在室温下的电导率为1.84×10-5 S cm-1,所制备的Al掺杂LL.ZO主相为立方石榴石相,同时还存在Li2ZrO3和La2Zr207的杂质相。采用1180℃烧结12小时并未得到立方相的Nb掺杂LLZO,其电导率为1.31x10-5S cm-1。在1220℃下烧结36小时得到了致密的Gd掺杂LLZO固体电解质材料,且掺杂量为20%时,Li7.2La3Zr1.8Gd0.2O12(LLZG20)的电导率达到最大值,为 2.3×10-4 S cm-1。将LLZG20组装成锂对称电池,进行循环伏安和交流阻抗测试结果表明,电池具有较高的锂脱嵌与沉积性能。Gd掺杂LLZO具有较高的锂离子电导率和化学稳定性,是一种非常有前途的全固态锂电池固体电解质材料。(本文来源于《天津工业大学》期刊2018-01-22）
卢佳篧,厉英,孔亚州[8]（2017）在《锆酸锶掺杂铌、锂钙钛矿型锂离子固体电解质制备和表征》一文中研究指出以锆酸锶掺杂铌、锂钙钛矿型锂离子固体电解质(Li_(3/8)Sr_(7/16)Nb_(3/4)Zr_(1/4)O_3为研究对象,采用高温固相法进行制备并研究最佳烧结温度。X射线衍射分析表明,1250℃烧结温度下钙钛矿相明显且杂相少。烧结片通过电子扫描显微镜表征表面形貌,烧结温度为1250℃时电解质晶粒更为饱满紧密且无气孔,但晶粒之间存在融化现象。利用交流阻抗分析可见,烧结温度在1250℃时制得的Li_(3/8)Sr_(7/16)Nb_(3/4)Zr_(1/4)O_3电导率最高,在40℃时电导率为1.14×10-4S/cm,活化能为0.335eV。作为固态电解质有望应用在全固态锂离子电池领域。(本文来源于《化工新型材料》期刊2017年10期）
刘丽露,戚兴国,邵元骏,潘都,白莹[9]（2017）在《钠离子固体电解质材料研究进展》一文中研究指出钠离子电池因为其资源丰富、低成本的优势,越来越受到研究人员的关注。国内外多家企业已经将钠离子电池列入了发展计划,其产业化近在咫尺。与已经商业化的锂离子电池一样,目前钠离子电池大部分使用的是有机液体电解液,在提供高离子电导率的同时,也存在着电解液易泄露、易燃烧等安全性问题。固态电池采用固体电解质代替传统的有机液体电解液,拥有安全性能好、能量密度高等优点,是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。在锂离子电池大力研究固态锂电池的同时,研究人员也在同步摸索着固态钠电池。钠电池的固体电解质材料主要有无机固体电解质Na-beta-Al_2O_3、NASICON型、硫化物、有机聚合物以及硼氢化物这几类。本文主要按照固体电解质类型评述了固体电解质材料的发展以及相应的固态钠电池研究进展。(本文来源于《储能科学与技术》期刊2017年05期）
黄金强[10]（2017）在《新型Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基氧离子导体固体电解质材料研究》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(SOFC)具有能量转换率高、对环境友好、结构紧凑、燃料适用性广等特点,被称为是21世纪的绿色能源。目前SOFC面临的最大挑战是将工作温度降低至500-700℃,从而降低电池结构材料的成本,提高能量转换效率。实现SOFC的中温化(500-700℃),关键在于研究出新型固体电解质材料,在中低温和不同气氛下具有高离子电导率、几乎可以忽略的电子电导以及良好的热稳定性。新型中温氧离子导体Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3为钙钛矿结构,A位和B位上的阳离子可以被价态和半径不同的各类离子在相当宽的浓度范围内单独或复合取代,从而很大程度的提高氧离子电导率,很有希望成为理想的中温氧离子导电固体电解质。本文选择半径比Ti~(4+)小的Al~(3+)和半径比Ti~(4+)大的Mg~(2+)进行B位掺杂,提高Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基固体电解质的氧离子电导率。采用交流阻抗谱法测试计算离子电导率,结合相对密度、XRD和SEM等测试结果,探索物相组成、微观结构以及掺杂元素对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基固体电解质离子电导率的影响规律及机理,具体研究内容包括:首先选择Al~(3+)掺杂改善Na_(0.5)Bi_(0.49)TiO_(3-δ)中温氧离子电导率,不断增加掺杂浓度,固体电解质的氧离子电导率先升高后降低,掺杂4mol%Al~(3+)的固体电解质的氧离子电导率最高。在600℃空气气氛下测得Na_(0.5)Bi_(0.49)Ti_(0.96)Al_(0.04)O_(3-δ)固体电解质的氧离子电导率为2.71×10~(-3)S/cm,相比于其它中温型固体电解质,还有待进一步改善提升。选用Mg~(2+)掺杂进一步提高Na_(0.5)Bi_(0.49)TiO_(3-δ)中温氧离子电导率,随着掺杂浓度的不断增加,固体电解质的氧离子电导率依旧先升高后降低,掺杂3mol%Mg~(2+)的固体电解质的氧离子电导率最高。在600℃空气气氛下测得Na_(0.5)Bi_(0.49)Ti_(0.97)Mg_(0.03)O_(3-δ)固体电解质的氧离子电导率高达6.29×10~(-3)S/cm,有希望成为理想的中温型固体电解质。最后研究烧结温度对Na_(0.5)Bi_(0.49)Ti_(0.97)Mg_(0.03)O_(3-δ)固体电解质氧离子电导率的影响,探索出Na_(0.5)Bi_(0.49)Ti_(0.97)Mg_(0.03)O_(3-δ)固体电解质的微观结构与离子电导率之间的关系。烧结温度影响固体电解质的相对密度,相对密度越高,氧离子电导率越高。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-17）
氧离子固体电解质论文开题报告
（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：
以不同的锆盐为原料,采用固相法及液相法制备LiZr_2(PO_4)_3锂离子固体电解质,通过无压烧结的方式制备得到固体电解质片,并通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),电化学交流阻抗(EIS)对LiZr_2(PO_4)_3锂离子固态电解质进行表征,通过测试结果对比分析,研究锆盐原料的不同对LiZr_2(PO_4)_3锂离子固态电解质结构及性能的影响。结果表明:当以醋酸锆为锆盐原料时,合成的LiZr_2(PO_4)_3以高电导率的菱方相于室温下稳定存在,而其他3种锆盐作原料时合成的LiZr_2(PO_4)_3室温下以叁斜相存在。制备的菱方相LiZr_2(PO_4)_3电解质样品片室温锂离子总电导率最大,为2.25×10~(-5) S/cm,且激活能值最小,为0.28 eV。
（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。
氧离子固体电解质论文参考文献
[1].余志敏,苏佳.丰田在锂离子固体电解质上的专利技术分析[J].储能科学与技术.2019
[2].李文龙,刘欢,袁康,杨利青,周倩倩.锆盐原料不同对LiZr_2(PO_4)_3锂离子固体电解质结构及性能的影响[J].稀有金属材料与工程.2019
[3].张德超,张隆.掺杂型Na_3SbS_4钠离子固体电解质的制备与离子输运性能研究[J].燕山大学学报.2019
[4].李文龙,刘欢,杨利青,周倩倩,王红飞.Li_(3-2x)B_(1-x)N_xO_3(x=0.1,0.2,0.3)锂离子固体电解质的制备和性能[J].稀有金属材料与工程.2018
[5].黄晓.石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化[D].中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所).2018
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[7].陈步天.LI7LA3ZR2012基锂离子固体电解质的制备与电化学性能研究[D].天津工业大学.2018
[8].卢佳篧,厉英,孔亚州.锆酸锶掺杂铌、锂钙钛矿型锂离子固体电解质制备和表征[J].化工新型材料.2017
[9].刘丽露,戚兴国,邵元骏,潘都,白莹.钠离子固体电解质材料研究进展[J].储能科学与技术.2017
[10].黄金强.新型Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基氧离子导体固体电解质材料研究[D].华中科技大学.2017