鋰離子電池電解液與石墨負極相容性研究.pdf

1、鋰離子二次電池中，商用負極材料主要為石墨，對于不同類型的石墨，有其最適合（相容）的電解液，高容量、高壓實系列石墨作為新型石墨負極材料，與之相容的電解液極少。本文針對兩種商用石墨材料，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)等檢測手段，研究了幾種添

2、加劑對電解液與石墨負極相容性的影響。研究內(nèi)容及結果如下:
　　(1)研究了硫酸酯類添加劑對電解液與石墨負極相容性的影響。利用Gaussian09量子化學計算軟件計算得到所用有機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特征。測試結果表明: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、墨電池測試結果表明: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膜檢測結果表明: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電解液與石墨負極相容性的影響。利用Gaussian09量子化學計算軟件計算得到含氟添加劑的分子軌道特征，并通過浸潤性實驗，篩選出電解液添加劑。測試結果表明:添加8 wt％對氟甲苯(FT)的電池具有最佳的電化學性能，

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，容量僅為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，但電池高溫存儲性能變差。SEI膜檢測結果表明: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