全固态薄膜锂电池的制备及电化学性能研究.pdf

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全固态薄膜锂电池的制备及电化学性能研究

目 录 摘 要………….…………………………………………………………………………………………….I Abstract……………………………………………………………………………………………………….IV 第一章前言…………………………………………………………………………。1 1.1全固态薄膜锂/锂离子电池发展历程……………………………………….2 1.2全固态薄膜锂/锂离子电池简介…………………………………………….3 1.3全固态锂/锂离子电池研究进展…………………………………………….5 1.3.1全固态薄膜锂电池…………………………………………………………5 1.3.2全固态薄膜锂离子电池……………………………………………………7 1.3.3“无锂”全固态薄膜电池…………………………………………………9 1.3.4全固态薄膜锂“微电池”………………………………………………。lO 1.3.5全固态薄膜锂离子超级电容器…………………………………………12 3 1.3.6纤维微电池………………………………………………………………..1 1.3.7“三维”微电池阵列……………………………………………………。14 1.4全固态薄膜锂/锂离子电池应用展望………………………………………15 1.5本论文的主要内容和创新点……………………………………………….16 参考文献…………………………………………………………………………19 第二章实验………………………………:……………………………………………….26 2.1薄膜的制备…………………………………………………………………26 2.1.1 等离子体辅助的电子束热蒸发技术……………………………………26 2.1.2射频磁控溅射技术……………………………………………………….27 2.1.3真空热蒸发镀膜技术……………………………………………………28 2.2溅射靶材制备………………………………………………………………28 2.3薄膜的物理性质表征………………………………………………………29 2.4薄膜锂电池和电解质薄膜电化学性能测定……………………………….3l 参考文献…………………………………………………………………………34 第三章等离子体辅助的电子束热蒸发法沉积LiPON电解质薄膜研究…………35 3.1引言………………………………………………………………………….35 3.2实验………………………………………………………………………………………………37 3.3结果与讨论………………………………………………………………….38 3.3.1 LiPON薄膜的形貌分析…………………………………………………。38 3.3.1.1电子枪加热蒸发Li3P04时的功率对薄膜形貌的影响………………。38 3.3.1.2ICP功率对薄膜形貌的影响………………………………………….40 3.3.1.3基片温度对薄膜形貌的影响……………………………………………4l 3.3.2薄膜的结构和组成分析…………………………………………………..42 3.3.3薄膜的电学及电化学性能分析…………………………………………..47 3.3.4与RF磁控溅射法进行对比………………………………………………53 3.4 LiPON薄膜在潮湿空气中的失效研究…………………………………..54 ● 3.4.1实验部分……………………………………………………………………55 3.4.2 LiPON薄膜形貌的变化…………………………………………………..55 3.4.3 LiPON薄膜组分变化……………………………………………………

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