成膜添加劑對(duì)石墨電極性能改善的研究.pdf

1、鋰離子電池技術(shù)由于可作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電源而在近年來日益顯示其重要性。鋰離子電池在首次充放電過程中形成的固體電解質(zhì)相界面膜對(duì)電池的性能起到關(guān)鍵的影響作用。選擇合適的電解液成膜添加劑,促進(jìn)電極表面形成有利于電池性能提高的SEI膜是改善鋰離子電池最簡單、經(jīng)濟(jì)的手段之一。本文研究了碳酸鉀、碳酸鈉、氟化鋰等無機(jī)鹽作為鋰離子電池電解液成膜添加劑對(duì)石墨電極性能的影響,首次創(chuàng)新性地提出將維生素E用作電解液成膜添加劑,研究了石墨負(fù)極在含有不同添加劑電解

2、液中的電化學(xué)性能,深入研究了石墨電極性能改善的機(jī)理。測試手段包括充放電測試、循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜、掃描電子顯微鏡等,實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)在1mol/L LiPF6-EC:DEC電解液中添加飽和K2CO3,運(yùn)用循環(huán)伏安法、充放電測試和電化學(xué)阻抗譜測試研究了K2CO3對(duì)電池性能的影響。通過掃描電鏡分析了添加K2CO3前后SEI膜形貌及組成的變化,結(jié)果表明兩種電解液中形成的SEI膜擁有不同的形貌,組分也發(fā)生一定程度的

3、改變;CV結(jié)果顯示,K2CO3的加入可以有效抑制電解液溶劑EC的還原分解,從而改善了石墨電極的電化學(xué)性能;EIS結(jié)果表明,加入K2CO3使得電極的整體阻抗和SEI膜阻抗都有所減小,有利于電池性能的提高。
　　(2)研究了碳酸鈉作為成膜添加劑對(duì)鋰離子電池石墨電極的影響。運(yùn)用掃描電子顯微鏡觀察了在未添加和添加了Na2CO3的電解液中石墨電極表面SEI膜形貌和結(jié)構(gòu)的變化;采用循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗譜測試技術(shù)研究了Na2CO3對(duì)石墨電極電

4、化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,在1mol/L LiPF6-EC:DEC電解液中添加飽和Na2CO3可以促進(jìn)形成更加光滑致密的SEI膜,增大電極反應(yīng)的可逆性,有效抑制電化學(xué)過程中電解液的還原分解,從而提高石墨電極的電化學(xué)循環(huán)性能。
　　(3)研究了1mol/L LiPF6-EC:DEC:DMC電解液中維生素E和LiF的加入對(duì)石墨電極表面SEI膜形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。SEM圖觀察結(jié)果表示, LiF和維生素E添加到電解液中,促進(jìn)了S