用于锂离子电池的金属氧化物薄膜电极材料研究

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该文着重研究了基于V<,2>O<,5>的复合薄膜阴极材料,即Li<,x>Ag<,0.5>V<,2>O<,5>三元复合薄膜.用脉冲激光沉积法成功地制备了Li<,x>Ag<,0.5>V<,2>O<,5>三元复合薄膜.由于Li<,x>Ag<,0.5>V<,2>O<,5>复合薄膜具有优良的电化学性能,将它作为全固态薄膜锂离子电池的阴极材料,与电解质LiPON薄膜和金属锂薄膜成功地组合成固态薄膜锂电池.Li/LiPON/Li<,2>Ag<,0.5>V<,2>O<,5>全固态电池在3.5到1.0V范围内进行充放电,可逆比容量达到60μAh/μm-cm<2>.此外,曾采用Ag<,0.5>V<,2>O<,5>复合薄膜作为摇椅式电池的电极材料,即以Ag<,0.5>V<,2>O<,5>作为阴极,锂化后的Ag<,0.5>V<,2>O<,5>作为阳极,由此组装而成摇椅式锂离子电池Li<,x>Ag<,0.5>V<,2>O<,5>/LiPF<,6>/Ag<,0.5>V<,2>O<,5>,其开路电压为3.4V,在电流密度为10μA/cm<2>时放电容量达到22μAh/μm-cm<2>,并且可以循环100次以上而容量无明显衰减.此外,用脉冲激光方法沉积非晶态Ta<,2>O<,5>薄膜,首次报道它作为锂离子电池阳极材料的电化学性能.薄膜电极的充放电测试表明,电极的可逆容量为400mAh/g,首次不可逆容量约为100mAh/g.用SEM,XRD,TEM,EDX,XPS和ED等方法对锂化前后的Ta<,2>O<,5>薄膜进行表征,并提出Li与Ta<,2>O<,5>反应的机理,讨论了非晶态Ta<,2>O<,5>薄膜具有高容量的原因.
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学位
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