低粘度吡唑離子液體電解質(zhì)的制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、離子液體因其低揮發(fā)性、低熔點、阻燃性和出色的熱穩(wěn)定性及電化學(xué)穩(wěn)定性被認為可代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機電解質(zhì)成為安全的鋰離子電池電解質(zhì)。降低離子液體的粘度有助于提高離子液體電解質(zhì)在鋰離子電池中的電池性能。
　　本文合成了八種含不同陰離子的低粘度吡唑離子液體，全面地探討了它們的物理化學(xué)性質(zhì)。然后在離子液體中加入相應(yīng)鋰鹽，制備得到離子液體電解質(zhì)，并將其應(yīng)用于Li/LiFePO4電池中，分別研究了它們的電池性能。
　　四種基于醚基化吡唑陽離子和二

2、氰胺根陰離子（DCA-）的離子液體被首次合成，且它們在常溫下都為液體。25℃時，四種離子液體的粘度均小于40 mPa s，電導(dǎo)率都大于7 mS cm-1。這些離子液體的電化學(xué)窗口大約為3.2V。以含0.6mol/kg LiDCA的離子液體為電解質(zhì)，通過鋰對稱電池測試研究電解質(zhì)與鋰金屬之間的界面性質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)只有PZ2o1-1-DCA和 PZ2o1-2-DCA電解質(zhì)適用于鋰離子電池。將它們用于Li/LiFePO4電池中，在25℃，0.1C

3、，50個循環(huán)后，含 PZ2o1-1-DCA和PZ2o1-2-DCA電解質(zhì)的電池的放電容量分別為138mAh g-1和146 mAh g-1，且它們的庫倫效率均高于98%。在室溫下，PZ2o1-2-DCA電解質(zhì)的倍率性能明顯優(yōu)于PZ2o1-1-DCA電解質(zhì)。而在低溫下，0.1C時，PZ2o1-2-DCA電解質(zhì)的放電容量顯著高于PZ2o1-1-DCA電解質(zhì)。
　　四種基于醚基化吡唑陽離子和雙氟磺酰亞胺陰離子（FSI-）的離子液體被首次

4、合成，且它們在常溫下都為液體。25℃時，它們的粘度均小于40mPa s，電導(dǎo)率在5-6.3mS cm-1之間。這些離子液體的電化學(xué)窗口大約為4.0V。以含0.8mol/L LiFSI的離子液體為電解質(zhì)，用于Li/LiFePO4電池，其電池表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)容量，且?guī)靷愋识几哂?8%。除了PZ2o1-1-FSI電解質(zhì)，其余三種離子液體電解質(zhì)在25℃，0.1C時的初始放電容量都在161 mAh g-1左右。其中，PZ2o2-2-FSI電解質(zhì)