鋰離子電池LiBOB-PC電解液和碳負極材料相容性的研究.pdf

1、鋰離子電池LiBoB/PC電解液和碳負極材料相容性的研究為了改善鋰離子電池的低溫使用性能，長久以來研究者一直試圖用PC代替EC作為鋰離子電池電解液的溶劑。本文針對新型鋰鹽雙乙二酸鵬酸鋰(LiBOB)可以穩(wěn)定.PC基電解液中石墨負極的特點，對LiBOB/PC電解液和石墨電極的界面相容性進行了研究。 采用循環(huán)伏安法對人造石墨E-SLX50與LiBOB/PC及LiPF<,6>/PC電解液的相容性進行了比較，結果表明在PC作為溶劑的電解

2、液體系中，LiBOB電解液與石墨電極的相容性要明顯優(yōu)于LiPF<,6>電解液。LiBOB/PC電解液在石墨材料表面可以生成結構完整穩(wěn)定的SEI膜，而有效保護石墨電極。 通過電化學方法對LiBOB/PC電解液與四種不同石墨電極(高取向裂解石墨HOPG、人造石墨SFG-44、天然石墨NG-7和中間相碳微球MCMB)的相容性進行了研究，結果表明在相同濃度的LiBOB/PC電解液中，四種不同石墨電極和LiBOB/PC電解液的相容性：HO

3、PGSFG44>Ng7>MCMB。結果表明石墨化電極材料的石墨化程度越高，LiBOB/PC電解液與石墨材料的相容性越差。采用SEM對電極材料的顆粒尺寸和形狀、表面形態(tài)進行了觀測，HOPG基面平滑，側面存在裂縫等缺陷；SFG-44和NG-7具有鱗片狀的顆粒形狀；MCMB顆粒具有球狀結構，表面

4、粗糙。結果表明具有球狀顆粒形狀的材料比鱗片狀顆粒的材料對溶劑共嵌入造成的剝離現象的抵抗力更高，而材料的結晶表面越光滑、顆粒尺寸越大，LiBOB/PC電解液與石墨材料的相容性越差。采用循環(huán)伏安法對電解液濃度對LiBOB/PC電解液與石墨材料的相容性的影響進行了研究，并分析了其原因。結果表明電解液濃度越高，LiBOB/PC電解液與石墨材料的相容性越好，其影響原因可能與電解液中鋰離子的溶劑化狀態(tài)有關。 為了更好的了解LiBOB/PC電

5、解液與石墨材料的界面相容性，本文還采用恒流充/放電法、電化學阻抗法和XPS對石墨電極在LiBOB/PC電解液中表面生成SEI膜的過程進行了研究。結果表明在Li/C半電池的第一次放電過程中，1.75V(vs.Li/Li<'+>)左右發(fā)生的還原反應對SEI膜的生成有重要的影響，此時BOB在電極表面還原生成了半碳酸酯類化合物，抑制了PC的共嵌入，這也是LiBOB可以在PC電解液中穩(wěn)定石墨負極的主要原因。在低于1.2V(vs．Li/Li<'+>