鋰離子電池正極鋁集流體耐蝕性能研究.pdf

1、空間領(lǐng)域的特殊使用條件對鋰離子電池儲存時(shí)的自放電性能提出了更高的要求，而正極鋁集流體的腐蝕是造成電池自放電的重要原因之一。本課題針對鋁集流體在1mol/L LiPF6/EC+DMC(1:1體積比)電解液體系中的腐蝕行為進(jìn)行了相關(guān)研究，實(shí)驗(yàn)中考察了不同預(yù)處理方式、電解液組成，以及儲存條件對鋁腐蝕的影響規(guī)律。
　　論文首先采用高溫氧化、鉻酸鹽鈍化以及鋰鹽浸漬等三種方式改善鋁集流體的耐蝕性能。結(jié)果表明，鋁經(jīng)過三種預(yù)處理后，表面均形成一層

2、致密的保護(hù)膜，可有效的抑制鋁基體的腐蝕反應(yīng)。并且在CV測試中，腐蝕產(chǎn)物堆積可形成穩(wěn)定的腐蝕鈍化膜，循環(huán)5次后的SEM照片中均未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕痕跡。電勢4.2V下極化測試結(jié)果表明，經(jīng)過預(yù)處理的體系腐蝕反應(yīng)均不明顯，3600s后腐蝕電流密度分別保持在0.1000 mA·cm-2以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于未處理體系的水平。
　　其次論文考察了1mol/L LiPF6/EC+DMC(1:1體積比)電解液體系中，添加LiBOB對鋁集流體腐蝕行為的影響。當(dāng)

3、體系添加LiBOB后，極化初期鋁表面就可迅速鈍化，600s后體系的腐蝕電流密度最低降至0.0024 mA·cm-2，較LiPF6體系下降了99.52％。CV測試首次循環(huán)中，添加LiBOB的體系在4.5V處的腐蝕電流密度為0.0537 mA·cm-2，較LiPF6體系下降了71.67%。說明LiBOB對鋁集流體具有良好的鈍化作用，原因是其分解產(chǎn)生的B-O鍵結(jié)構(gòu)，與Al3+結(jié)合形成網(wǎng)絡(luò)狀的穩(wěn)定化合物，均勻的覆蓋在了鋁表面，從而抑制了鋁的腐蝕

4、反應(yīng)。
　　論文最后研究了鋁集流體經(jīng)上述三種預(yù)處理方法改性后在不同極化電勢下的腐蝕行為，發(fā)現(xiàn)各體系的腐蝕電流密度均隨著極化電勢的升高而增加。1mol/L LiPF6/EC+DMC(1:1體積比)電解液體系中，未經(jīng)預(yù)處理的鋁箔在4.2V電勢下極化600s后的電流密度為1.4707 mA·cm-2，分別是同等條件下電勢為3.6V、2.8V時(shí)的1.1238×104倍、1.5505×104倍。極化電勢為3.6V時(shí)，鋁基體表面可形成更致密的