氟代碳酸乙烯酯(FEC)及甲基二磺酸亞甲酯(MMDS)電解液添加劑研究.pdf

1、鋰離子電池是近年來(lái)電化學(xué)能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，鋰離子電池電解液提供鋰離子穿梭于正負(fù)極之間，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能量以及高比功率的重要前提條件，也對(duì)電池的其他性能（如高低溫及其安全性能）等起著關(guān)鍵作用，因此研發(fā)功能電解液是開(kāi)發(fā)高性能鋰離子電池時(shí)需要考慮的重要課題。功能電解液主要包括基礎(chǔ)電解液（基礎(chǔ)溶劑及其電解質(zhì)）與添加劑兩種組分，添加劑由于其只要在基礎(chǔ)電解液中進(jìn)行少量的添加就能做為功能電解液進(jìn)而有效改善鋰離子電池電化學(xué)性能，且不需要

2、改變鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工藝的特點(diǎn)，成為功能電解液研究的熱點(diǎn)之一。
　　本論文選擇了兩種電解液添加劑氟代碳酸乙烯酯(FEC)和甲基二磺酸亞甲酯(MMDS)來(lái)分別研究添加劑對(duì)負(fù)極/電解液界面和正極/電解液界面的改善作用。通過(guò)電導(dǎo)率測(cè)試、交流阻抗、循環(huán)伏安測(cè)試、充放電測(cè)試、軟包電池低溫測(cè)試、軟包電池高溫循環(huán)測(cè)試、軟包電池三電極測(cè)試以及SEM、EDS表征等一系列實(shí)驗(yàn)方法，論文工作的主要結(jié)論如下:
　　通過(guò)磷酸鐵鋰/石墨全電池研究了電

3、解液添加劑氟代乙烯碳酸酯(FEC)對(duì)電池低溫性能的影響。電池充放電實(shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)EC添加劑能夠在負(fù)極表面形成良好的固體電解質(zhì)界面層(SEI)。低溫放電實(shí)驗(yàn)表明，在電解液中添加5％FEC后，電池-40℃放電容量保持率可以從31.7％提高到43.7％，并且提高放電平臺(tái)電位。交流阻抗測(cè)試結(jié)果表明，F(xiàn)EC的加入能夠有效降低電池的界面?zhèn)骱勺杩?Rct)。三電極結(jié)果表明，F(xiàn)EC對(duì)電池低溫性能的影響主要是降低了碳負(fù)極在低溫下的極化。因此，F(xiàn)EC作為磷酸

4、鐵鋰電池電解液添加劑，雖不能改變電解液在低溫下的電導(dǎo)率，但因?yàn)槠溥€原產(chǎn)物能夠在負(fù)極表面形成良好的SEI膜，有效降低電池在低溫下的界面?zhèn)骱勺杩?，從而減小低溫負(fù)極極化，改善磷酸鐵鋰電池的低溫放電性能。
　　通過(guò)錳酸鋰/石墨電池研究了添加劑MMDS對(duì)電池高溫(50℃)循環(huán)性能的影響。在常規(guī)電解液中加入2％添加劑MMDS，LiMn2O4/石墨軟包電池的高溫循環(huán)性能顯著提高?？凼诫姵厥状纬浞烹奷Q/dV曲線和對(duì)經(jīng)過(guò)首次循環(huán)的極片進(jìn)行能譜分析