鋰離子電池電解液與石墨負(fù)極相容性研究.pdf

1、鋰離子二次電池中，商用負(fù)極材料主要為石墨，對(duì)于不同類型的石墨，有其最適合（相容）的電解液，高容量、高壓實(shí)系列石墨作為新型石墨負(fù)極材料，與之相容的電解液極少。本文針對(duì)兩種商用石墨材料，選擇不同功能添加劑，以商用電解液作為基底，配置電解液，采用循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)、恒流充放電等測(cè)試方法，配合X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)等檢測(cè)手段，研究了幾種添

2、加劑對(duì)電解液與石墨負(fù)極相容性的影響。研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)研究了硫酸酯類添加劑對(duì)電解液與石墨負(fù)極相容性的影響。利用Gaussian09量子化學(xué)計(jì)算軟件計(jì)算得到所用有機(jī)溶劑及硫酸酯類添加劑的分子軌道特征，發(fā)現(xiàn)硫酸酯類添加劑具有良好的能級(jí)特征。測(cè)試結(jié)果表明:含硫酸乙烯酯(DTD)電解液與該石墨相容性最好，添加1 wt％DTD，能顯著提高電池容量、改善循環(huán)性能，有效改善電池的高溫性能，但電池大倍率放電性能變差。LiCoO2/石

3、墨電池測(cè)試結(jié)果表明:所用硫酸酯類添加劑均能減少高溫放置后的電池膨脹，防止電池脹氣。SEI膜檢測(cè)結(jié)果表明:石墨電極表面形成了一層均勻而穩(wěn)定的SEI膜;DTD添加劑的加入，改變了SEI膜的成分。
　　(2)探索了含氟添加劑對(duì)電解液與石墨負(fù)極相容性的影響。利用Gaussian09量子化學(xué)計(jì)算軟件計(jì)算得到含氟添加劑的分子軌道特征，并通過浸潤(rùn)性實(shí)驗(yàn)，篩選出電解液添加劑。測(cè)試結(jié)果表明:添加8 wt％對(duì)氟甲苯(FT)的電池具有最佳的電化學(xué)性能，

4、循環(huán)50次后，電池容量幾乎未衰減:首次放電容量360.6 mAh·g-1，50次后，放電容量為369.8 mAh·g-1，容量保持率為102.6％。未加添加劑的電池，首次放電容量347.6 mAh· g-1，50次循環(huán)后，容量?jī)H為336 mAh·g-1，容量保持率為96.7％。添加FT后，能明顯改善電池的倍率性能，但電池高溫存儲(chǔ)性能變差。SEI膜檢測(cè)結(jié)果表明:石墨電極表面形成了一層均勻而穩(wěn)定的SEI膜;FT的引入，有效改善SEI膜表面特