成膜添加劑對石墨電極性能改善的研究.pdf

1、鋰離子電池技術由于可作為電動汽車的動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相界面膜對電池的性能起到關鍵的影響作用。選擇合適的電解液成膜添加劑,促進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)濟的手段之一。本文研究了碳酸鉀、碳酸鈉、氟化鋰等無機鹽作為鋰離子電池電解液成膜添加劑對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,研究了石墨負極在含有不同添加劑電解

2、液中的電化學性能,深入研究了石墨電極性能改善的機理。測試手段包括充放電測試、循環(huán)伏安法、電化學阻抗譜、掃描電子顯微鏡等,實驗主要內容和結論如下:
　　(1)在1mol/L LiPF6-EC:DEC電解液中添加飽和K2CO3,運用循環(huán)伏安法、充放電測試和電化學阻抗譜測試研究了K2CO3對電池性能的影響。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性能;EIS結果表明,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鋰離子電池石墨電極的影響。運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膜形貌和結構的變化;采用循環(huán)伏安法和電化學阻抗譜測試技術研究了Na2CO3對石墨電極電

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