鈦酸鋰軟包電池電解液相容性的研究.pdf

1、以大功率和高能量密度的可充電鋰電池或超級(jí)電容器作為動(dòng)力的電動(dòng)車，是減少環(huán)境污染的理想方式。由于具有穩(wěn)定的電壓平臺(tái)、高可逆容量、長(zhǎng)循環(huán)壽命和充放電過程中無結(jié)構(gòu)變化的零應(yīng)變特性，鋰離子插層化合物L(fēng)i4Ti5O12被認(rèn)為是滿足這些應(yīng)用的最有潛力的材料之一。然而，Li4Ti5O12存在較低電子電導(dǎo)率和較低的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，限制了它的應(yīng)用。在電解液中加入少量物質(zhì)作為添加劑是一種比較經(jīng)濟(jì)有效的提高鋰離子電池性能的方法。因此，本論文研究了LiBOB、

2、LiODFB和LiTFSI作為電解液添加劑對(duì)鈦酸鋰電池性能的影響，以期改善Li4Ti5O12負(fù)極材料與電解液的相容性，從而提高鈦酸鋰電池的電化學(xué)性能。
　　本文研究了LiBOB、LiODFB和LiTFSI三種鋰鹽作為添加劑，添加到基礎(chǔ)電解液中時(shí)，對(duì)LiMn2O4/Li和Li4Ti5O12/Li半電池電化學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三種不同鋰鹽添加劑均提高了LiMn2O4/Li半電池的倍率和循環(huán)性能，但各添加劑之間無明顯差異；添加 Li

3、TFSI的Li4Ti5O12/Li半電池庫(kù)倫效率和循環(huán)性能最好，最高放電比容量為173.53mAh·g-1，60次循環(huán)后，比容量從開始的172.02 mAh·g-1衰減為168.45 mAh·g-1，容量保持率為97.92％。
　　組裝了使用三種不同添加劑的LiMn2O4/ Li4Ti5O12軟包電池，對(duì)其進(jìn)行恒流充放電和循環(huán)性能測(cè)試。添加LiTFSI的Li4Ti5O12軟包電池容量提高，100次循環(huán)后，容量保持率為82.15%，

4、而未添加劑的Li4Ti5O12軟包電池容量保持率只有74.35%。通過 XRD和SEM表征循環(huán)前后的Li4Ti5O12極片，發(fā)現(xiàn)Li4Ti5O12峰位置不變但峰強(qiáng)發(fā)生明顯變化，且添加LiTFSI的Li4Ti5O12表面SEI膜相對(duì)比較連續(xù)、平整，這種SEI膜一方面能提高電池的性能，另一方面能提高電解液在其表面的穩(wěn)定性。
　　以乙腈為溶劑，LiBF4、LiPF6和LiClO4分別為電解質(zhì)配成了三種電解液，分別組裝成 Li4Ti5O1

5、2軟包電池，理論容量為2000mAh，對(duì)其進(jìn)行恒流充放電和循環(huán)性能測(cè)試。以LiClO4/乙腈為電解液的Li4Ti5O12軟包電池容量最高，高達(dá)2094.4mAh，而LiPF6的軟包電池循環(huán)性能優(yōu)于添加 LiBF4；通過 SEM表征發(fā)現(xiàn)在 Li4Ti5O12極片表面具有 SEI膜生成，其中LiBF4和LiClO4的極片表面形成的SEI膜較厚且完整。在LiMn2O4電極表面有許多沉積物，可能是由于LiBF4和LiPF6分解能產(chǎn)生HF對(duì)LiM