全固态锂电池中利用组分梯度对LiCoO2正极/Li7La3Zr2O12电解质界面改性开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着电动汽车、便携式电子设备等领域的快速发展，对电池能量密度、安全性以及循环寿命提出了更高的要求。

传统的液态锂离子电池由于其易燃、易泄漏等安全隐患，难以满足未来发展的需求。

全固态锂电池采用不可燃的固态电解质替代易燃的液态电解质，从根本上解决了安全问题，并具有更高的能量密度和更长的循环寿命，成为下一代电池技术的重要发展方向。

2. 本选题国内外研究状况综述

全固态锂电池凭借其高安全性、高能量密度等优势，近年来成为了国内外研究的热点。

正极/电解质界面问题是制约其发展的关键瓶颈之一，而组分梯度界面改性策略为解决这一问题提供了新的思路。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容是利用组分梯度设计策略，构建licoo2正极和li7la3zr2o12电解质之间的梯度界面层，通过调控界面处的元素分布和化学组成，改善界面相容性，降低界面阻抗，抑制界面副反应，提高全固态锂电池的电化学性能。

具体研究内容包括：(1)设计并制备具有组分梯度的licoo2/li7la3zr2o12界面层，并对其结构进行表征。

(2)研究组分梯度界面层对licoo2/li7la3zr2o12界面锂离子传输行为的影响，分析其改性机制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用溶胶-凝胶法结合高温烧结工艺制备licoo2正极材料和li7la3zr2o12固态电解质材料。

通过控制烧结温度、时间和气氛等参数，制备出具有不同组分梯度界面的licoo2/li7la3zr2o12复合材料。

利用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)和透射电子显微镜(tem)等手段对材料的晶体结构、微观形貌和元素分布进行表征。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：(1)采用组分梯度设计策略，构建licoo2正极和li7la3zr2o12电解质之间的梯度界面层，通过调控界面处的元素分布和化学组成，改善界面相容性，降低界面阻抗，抑制界面副反应，提高全固态锂电池的电化学性能。

(2)系统研究组分梯度界面层对licoo2/li7la3zr2o12界面锂离子传输行为的影响，揭示界面改性机制。

(3)探究组分梯度界面层对licoo2/li7la3zr2o12界面副反应的抑制效果，揭示其作用机理。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘晋, 陶文铨. 锂离子电池热管理研究进展[j]. 工程热物理学报, 2019, 40(11): 2331-2345.

[2] 王雪, 王倩, 许晓雄, 等. 全固态锂电池关键材料—固态电解质研究进展[j]. 化工进展, 2016, 35(10): 3084-3092.

[3] 黄杰, 陈立泉. 全固态锂电池技术的研究现状与发展趋势[j]. 中国科学: 化学, 2012, 42(4): 425-436.