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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/82295| 標題: | 中孔洞奈米二氧化矽材料於無陽極鋰金屬電池的應用 Application of Mesoporous Silica Nanomaterial in Anode-Free Lithium Metal Batteries |
| 作者: | Rong-Guang Wu 吳榮光 |
| 指導教授: | 牟中原(Chung-Yuan Mou) |
| 關鍵字: | 無陽極鋰金屬電池,中孔洞二氧化矽奈米材料,SBA15(⊥), Anode-free Li metal battery,mesoporous silica nanomaterials,SBA15(⊥), |
| 出版年 : | 2022 |
| 學位: | 碩士 |
| 摘要: | "近年來隨著電池應用領域的發展，人們對電池的能量密度要求越來越高，希望以更輕、更小的電池驅動手邊的電器。在此需求下，下一代的電池系統一直是被科學界廣為研究的領域。而無陽極鋰金屬電池(Anode Free Lithium Metal Battery, AFLMB)，則被視為下一代的電池系統的候選者之一；其組裝時透過去除傳統鋰離子電池的陽極材料，大幅度的提升能量密度，同時降低成本並增加安全性。然而在電池充放電過程中，鋰金屬在陽極端電鍍與剝除，因著電場的的不勻性，會生成不可預測的鋰枝晶，並在循環過程生成「死鋰」，造成鋰金屬的損耗，使得無陽極鋰金屬電池面臨電池容量衰退快速的問題。 在本研究工作中，我們將具有規則垂直孔洞的中孔洞二氧化矽材料(SBA15(⊥))塗佈於銅箔上作為陽極，使鋰金屬電鍍於陽極表面時的形貌更加平整，避免鋰枝晶的生成，並使鋰金屬的可逆性顯著提升。在NMC532 Cu的系統中，透過SBA15(⊥)修飾的負極應用於無陽極鋰金屬電池，在前10圈的庫倫效率維持至95%以上的高可逆度，使電池的半衰期在0.1C的充放電環境中提高至20圈，優於單純銅箔做電極的電池性能。而為了釐清電池優化的主因，我們進行對照實驗，更換不同種類的二氧化矽奈米材料作為塗佈修飾的材料，發現只有SBA15(⊥)塗佈的電極具有優化的效果。為了進一步了解SBA15(⊥)於無陽極鋰金屬電池的貢獻，在研究過程中，我們使用掃描式電子顯微鏡及能量色散光譜進行分析，觀察鋰金屬的變化，發現SBA15(⊥)修飾的電極具有最平整且最緻密的電鍍鋰。同時我們更進一步用同步輻射中心的低銳角X光散射光譜，證實SBA15(⊥)修飾的電極具有最大的鋰單晶。 " |
| URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/82295 |
| DOI: | 10.6342/NTU202200359 |
| 全文授權: | 未授權 |
| 電子全文公開日期: | 2027-02-09 |
| 顯示於系所單位： | 化學系 |
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|---|---|---|---|
| U0001-0802202208541500.pdf 未授權公開取用 | 7.49 MB | Adobe PDF | 檢視/開啟 |
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