Solid-state thin-film lithium-ion battery of LiMn2O4/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3/Li4Ti5O12 is prepared by spray technique using Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 sintered pellet as both electrolyte and substrate. The composition, structure, electronical and electrochemical properties of the films and thin-film battery are studied by modern analysis and measuring techniques. The relationship between the composition, structure,electrochemical properties and related mechanism of the films and thin film battery are also investigated. The results of the research can act as guide for the thin film battery using the sintered pellet as both electrolyte and substrate,and is helpful for the research and development of thin-film lithium-ion battery.
以Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 固体电解质烧结片为基片,采用喷雾热解法在烧结片两侧分别沉积掺银LiMn2O4及Li4Ti5O12薄膜来研制无机全固态低阻薄膜锂离子电池。通过现代分析检测技术和手段系统研究薄膜及薄膜电池的组成、结构、电学及电化学性质,探明组成、结构与电化学之间的作用机制及相关机理,优化薄膜及薄膜电池的研制参数,为固体电解质烧结片为基片的无机全固态低阻薄膜锂离子电池研究提供理论和实验借鉴,促进薄膜锂离子电池的研究和发展。
通过对Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 固体电解质、LiMn2O4及Li4Ti5O12薄膜以及LiMn2O4/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3/Li4Ti5O12薄膜电池的系统研究。发现薄膜厚度对薄膜的比容量和循环性能有一定影响,但对薄膜的锂离子扩散系数影响不大。在薄膜中掺入少量银时,制备的薄膜均匀且具有较好的电子导电性和充放电循环性能。在Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3固体电解质烧结片上沉积2微米厚的LiMn2O4和Li4Ti5O12薄膜的最佳前驱体溶液中Li:Mn和Li:Ti物质的量之比分别为1.05:2和7.2:5,最佳热处理条件分别为650℃加热10分钟和700℃加热10分钟,沉积得到的LiMn2O4/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3/Li4Ti5O12薄膜电池电压为2.25V,薄膜电池具有良好的充放电循环性能。
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数据更新时间:2023-05-31
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