电解液添加剂对钴酸锂高压电化学性能的影响开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、环境污染小、无记忆效应等优点,被认为是发展前景最大的二次电池之一。目前已广泛应用于便携电子设备领域,如手机、笔记本、照相机等。在新兴的动力与储能领域,锂离子电池在逐渐占据不可取代的地位的同时,也面临着前所未有的挑战——提高电池安全性能和能量密度。

高压电解液是构筑高压锂离子电池体系的核心,因为提高电池的工作电压可以提高能量密度。目前碳酸酯溶剂体系是使用最广泛的电解液溶剂,然而高电压下LiPF6/碳酸酯溶剂电解液体系会发生氧化分解,在正极表面形成高阻抗的表面膜,导致低的库仑效率和循环性能,从而恶化电池性能,限制了碳酸酯溶剂在高电压电解液中的使用。相比于发展新型的耐高压电解液,添加剂由于其用量少、成本低、无毒或者低毒性等优点而受到研究者们的青睐。这种“用量小,见效快”的添加剂在优化现有电解液体系的研发工作中已经成为锂离子电池研究的一个重要方向。

Park等在其研究论文中提到,添加0.2%的四苯基氨化磷(TPPA)到1molL-1LiPF6/EC:DMC:EMC(1:1:1体积比)电解液中,可将MCMB/LiCoO2电池的循环稳定性从200次容量保持率84.2%提高至94.6%(电位范围3.0—4.4V,充放电倍率为1C)。X射线光电子能谱的表征Li/MCMB班电池性能测试结果表明TPPA只是在正极表面发生氧化分解并形成保护膜,从而提高电池的循环稳定性,MCMB电机的表面未检测到TPPA的还原分解产物。

Lucht等报道了三种能提高Li/Li1.17Mn0.58Ni0.25O2电池性能的无机成膜添加剂, 包括 LiBOB、二氟二草酸硼酸锂LiBF2(C2O4)和四甲氧基钛 TMTi。XPS、红外光谱和交流阻抗的测试结果表明,上述添加剂均能在正极表面反应,并形成有效的界面保护膜,从而提高电池的循环性能。

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