3D打印金属氧化物锂电极循环充放电化力学行为研究开题报告

 2021-11-02 08:11

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

文 献 综 述

1.1研究背景

锂离子电池,作为笔记本电脑、摄像机、智能手机等电子设备及电动汽车、航空航天等领域的能量源,是目前新能源方向的主要研究对象。它是一种能使化学能和电能相互转化的二次电池,由于在充放电过程中,锂离子经由隔膜在正负极之间来回移动而电子则通过外电路完成传输,因而锂离子电池又被称为摇椅式电池[1]。与其他二次电池如镍氢电池、镉镍电池相比,锂电池具有比能量高、循环寿命长、自放电率低、安全环保等优势。为了适应电子设备的快速发展以及目前市场的需求,国内外许多学者对如何同时提高锂离子电池的容量、寿命和安全性进行了深入研究。而电池性能需要考虑电极的力学行为,在多次反复的充放电循环中就可能造成脱/嵌锂的材料内部体积膨胀、应力过大引起塑性变形[2]等问题。为实现在有限体积范围内既能提高锂电池的能量密度又能提高其功率密度,更需要对各种新型的锂电极结构进行制造与研究。而现阶段的电极制备技术虽然较为成熟,但传统的制造工艺只能实现单一简单的电极结构的开模生产,无法达到复杂结构形状的个性化生产需求[3]

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题要研究或解决的问题:

(1)目前可用于3d打印技术的金属氧化物材料对锂电极的适配性

(2)3d打印电极在充放电循环时所产生的棘轮效应对电池性能的影响

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