鋰離子電池復(fù)合型安全電解液研究.pdf

1、鋰離子電池因其性能優(yōu)異，已經(jīng)被運(yùn)用到移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。但是鋰離子電池的電解液高度易燃，在某些濫用的情況下，會(huì)引起火災(zāi)和爆炸，這已成為阻礙鋰離子電池發(fā)展的一個(gè)重大障礙，尤其是對(duì)于大型鋰離子電池組。電解液是影響鋰離子電池安全的關(guān)鍵因素，因此研究開(kāi)發(fā)安全電解液對(duì)于提高鋰離子電池的安全性非常重要。
　　本文研究分析了一種鋰離子電池復(fù)合型安全電解液，以1.0 MLiPF6/EC+DEC（1∶1 wt.％）作為基準(zhǔn)電解液

2、。對(duì)兩種電解液的燃燒性能、電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明復(fù)合型安全電解液的燃燒速率較基準(zhǔn)電解液有所下降，其電導(dǎo)率較基準(zhǔn)電解液提高了20.8％。運(yùn)用C80微量量熱儀對(duì)兩種電解液的熱穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明復(fù)合型安全電解液的反應(yīng)熱較基準(zhǔn)電解液降低了45.6％，其主要的放熱峰峰值溫度從201.4℃推后到了244.2℃。
　　將兩種電解液與鈦酸鋰(LTO)負(fù)極組裝成負(fù)極半電池:Li/基準(zhǔn)電解液/LTO和Li/復(fù)合型安全電解液/LTO。循環(huán)性能測(cè)

3、試結(jié)果表明，Li/復(fù)合型安全電解液/LTO半電池，在前35個(gè)循環(huán)中，有更高的比容量，兩種電池循環(huán)效率相當(dāng);循環(huán)伏安測(cè)試測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)合型安全電解液與鈦酸鋰負(fù)極材料相容性良好。熱穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明，鈦酸鋰與復(fù)合型安全電解液共存體系放熱量顯著降低，減少了35.4％。在熱分解動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析中，鈦酸鋰和復(fù)合型安全電解液體系的活化能更大，體系更難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而放熱。
　　將兩種電解液與鎳鈷錳(NCM)組裝成正極半電池:Li/基準(zhǔn)電解液/N

4、CM和Li/復(fù)合型安全電解液/NCM。循環(huán)性能測(cè)試結(jié)果表明，Li/復(fù)合型安全電解液/NCM半電池在前65次循環(huán)中，其循環(huán)比容量、循環(huán)效率都與Li/基準(zhǔn)電解液/NCM半電池相當(dāng);循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)合型安全電解液與鎳鈷錳正極材料相容性良好。熱穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明，鎳鈷錳與復(fù)合型安全電解液體系放出的熱量更少，放熱峰的峰值熱流從594.2 mW/g下降到352.7 mW/g，較鎳鈷錳與基準(zhǔn)電解液體系下降了40.6％，并且其活化能更大，體系更

5、難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而放熱。
　　將兩種電解液與磷酸鐵鋰(LFP)組裝成正極半電池:Li/基準(zhǔn)電解液/LFP和Li/復(fù)合型安全電解液/LFP。循環(huán)性能測(cè)試結(jié)果表明，在0.1C倍率下，前100次循環(huán)中，Li/復(fù)合型安全電解液/LFP半電池的平均循環(huán)比容量高出8％，在0.5C倍率下，二者的循環(huán)比容量相當(dāng);循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)合型安全電解液與磷酸鐵鋰正極材料相容性良好。熱穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明，磷酸鐵鋰與復(fù)合型安全電解液體系放出的熱量更少，下