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時的1.1238×104倍、1.5505×104倍。極化電勢為3.6V時，鋁基體表面可形成更致密的