1,2-二(氰氨基)-3-羰基-4-環(huán)戊烯-4,5-二醇鋰硼鹽系統(tǒng)電解質(zhì)的合成及性能研究.pdf

1、二次鋰離子電池作為一種環(huán)保、節(jié)約的新型能源，自問世以來一直倍受關(guān)注。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的需求越來越多，然而各種資源短缺及能源匱乏，迫使人們?nèi)ふ夷軌驖M足自身發(fā)展的新型能源。二次鋰離子電池與其它二次電池（如鎳-氫、鎳鉻電池）相比，具有質(zhì)量輕、工作電壓高、自放電小、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì)，這便使它的應(yīng)用前景更加廣闊。因此，二次鋰離子電池的快速、全面發(fā)展已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，電化學(xué)研究者對(duì)于鋰離子電池的研究也是層出不窮

2、，尤其是最近幾年中，報(bào)道出許多新型的二次鋰離子電池材料。合成新型的電解質(zhì)鋰鹽，也是鋰離子電池創(chuàng)新的一個(gè)重要方向。作為鋰離子電池中不可或缺的材料之一，電解質(zhì)承載了鋰離子在正、負(fù)電極間的傳輸工作，它的性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到鋰離子電池的各項(xiàng)性能。所以，研制出具有高的電導(dǎo)率、良好的電化學(xué)及熱力學(xué)穩(wěn)定性、而且安全無毒的鋰離子電池電解質(zhì)，是開發(fā)新型鋰離子電池最有效的途徑之一。
　　 本論文的主要工作，就是合成了三種含有克酮酸衍生物的鋰硼鹽，并

3、對(duì)其性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性的研究。此三種鋰硼鹽中的陰離子，均是以B為中心的大的螯合體系，形成了大的共軛結(jié)構(gòu)，有利于陰離子的穩(wěn)定，而且其中引入了強(qiáng)的吸電子基—NCN，更加使中心離子上的負(fù)電荷得到分散，增強(qiáng)了陰離子的穩(wěn)定性，增大了鋰硼鹽在有機(jī)溶劑中的溶解度。Li+與此類陰離子結(jié)合后，更容易以離子的狀態(tài)在電解液中存在，從而提高了鋰硼鹽的電導(dǎo)率。
　　 在本論文中，研究工作主要分四步展開:首先，合成了三種含克酮酸衍生物的鋰鹽—1，2-二（氰氨

4、基）-3-羰基-4-環(huán)戊烯-4，5-二醇-二氟螯合鋰硼鹽(DFLNBC)、1，2-二（氰氨基）-3-羰基-4-環(huán)戊烯-4，5-二醇-鄰苯二酚螯合鋰硼鹽(BLNBC)、1，2-二（氰氨基）-3-羰基-4-環(huán)戊烯-4，5-二醇-四氟鄰苯二酚螯合鋰硼鹽(PFLNBC)，并通過紅外光譜（IR）、元素分析、電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP)等方法對(duì)它們的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了表征，其結(jié)果與目標(biāo)產(chǎn)物基本一致。其次，分別對(duì)其熱力學(xué)性質(zhì)及電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試，

5、并做了初步分析。熱力學(xué)性質(zhì)主要是從其熱穩(wěn)定性、在混合有機(jī)溶劑中的溶解性來探究，電化學(xué)性質(zhì)主要從其在有機(jī)溶劑中的電導(dǎo)率、氧化電位來探究。第三，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，比較它們的各項(xiàng)性能的優(yōu)劣，得出結(jié)論，從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)該類鋰硼鹽的性能與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系。最后，對(duì)本文的不足之處做了分析，對(duì)鋰離子電池電解質(zhì)未來的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。
　　 測(cè)試結(jié)果表明，本文成功合成了三種新型鋰鹽，并且它們具有較強(qiáng)的熱力學(xué)穩(wěn)定性及電化學(xué)穩(wěn)定性，在幾種混合有機(jī)溶劑中的溶解