论文摘要
锂离子电池安全性一直备受人们的关注,而改善电解液的安全性能是提高电池安全性的一个重要方面。添加剂和安全性更好的电解质盐可以用来提高电解液安全性。本论文以考察过充保护添加剂和新型电解质盐LiBOB的电化学性能为目的,运用热分析,线性扫描,充放电测试,循环伏安,交流阻抗以及扫描电镜等测试手段,研究了联苯（BP）和环己基苯（CHB）分别对正负极材料电化学性能的影响以及双草酸硼酸锂[LiB（C2O4）2,LiBOB]电化学性能及使用方法。添加2mass%CHB使正极LiCoO2材料的容量增大到170mAh/g,循环稳定性能变差,负极材料graphite的容量提高到340mAh/g。添加3mass%CHB时,使负极材料容量衰减很快,循环50次后容量仅剩200mAh/g。添加4mass%BP时使LiCoO2容量增大到160mAh/g,添加5mass%BP使LiCoO2容量衰减很快,循环30次就衰减到90mAh/g。添加2mass%BP使graphite容量些许升高到350mAh/g,但添加含量为4mass%时,容量迅速下降到200mAh/g。虽然添加两种过充保护添加剂对锂离子电池都会起到不同程度的过充保护作用。LiBOB盐具有良好的热稳定性但其电解液溶解度和电导率较低。负极材料在其电解液中的高温循环性能明显优于在其它电解液中,但常温环境下在其电解液中的循环性能较差,容量只在300mAh/g以下。LiBOB和其它电解质盐混合使用时,尽管混合电解液中正极材料的容量能达到150mAh/g,而且能稳定的循环,但石墨负极在混合电解液中形成一种复合作用,首次充放电时发生反应,导致锂离子嵌入困难,容量只有50mAh/g。研究表明过充保护添加剂CHB、BP对电池的过充起到了很好的保护作用,但添加剂含量必须控制在3mass%以内才不会对正负极材料的循环性能产生负面作用。高温安全性能很好的LiBOB盐不能和其它电解质盐混合使用,否则对负极材料产生强烈的副作用,而LiBOB电解液的常温循环性能有待提高。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 锂离子电池概述1.2 锂离子电池的工作原理1.3 锂离子电池组成1.3.1 正极材料1.3.2 负极材料1.3.3 电解质材料1.4 电解液添加剂1.4.1 成膜添加剂1.4.2 导电添加剂1.4.3 阻燃添加剂1.4.4 过充电保护添加剂1.5 LiBOB 新型电解质盐1.6 课题来源及研究内容第2章 实验材料与研究方法2.1 实验材料与仪器2.1.1 实验药品材料2.1.2 实验仪器2.2 电极制备及电池装配2.2.1 电极制备2.2.2 电解液的配制2.2.3 电池装配2.3 电解液性能表征2.3.1 电导率测试2.3.2 热稳定性测试2.3.3 扫描电子显微镜测试2.4 电化学性能测试2.4.1 充放电测试2.4.2 循环伏安测试2.4.3 电化学阻抗谱测试第3章 过充保护添加剂CHB 与BP 的研究3.1 CHB 对锂离子电池电化学性能的影响3.1.1 线性扫描测试CHB 的氧化性能3.1.2 CHB 对正极电化学性能的影响3.1.3 CHB 对负极电化学性能的影响3.2 BP 对锂离子电池电化学性能的影响3.2.1 线性扫描测试BP 的氧化性能3.2.2 BP 对正极电化学性能的影响3.2.3 BP 对负极电化学性能的影响3.3 添加CHB 与BP 电池过充安全性能的测试3.4 本章小结第4章 LiBOB 用作电解质盐的特性研究4.1 LiBOB 及其它盐的热分析4.2 不同电解质盐的电解液性能4.2.1 不同电解液电导率测试6 作为电解质盐的电池循环性能'>4.2.2 LiPF6作为电解质盐的电池循环性能4 作为电解质盐的电池循环性能'>4.2.3 LiClO4作为电解质盐的电池循环性能4.2.4 LiBOB 作为电解质盐的电池循环性能4.3 混合电解质锂盐的循环性能6 混合电解液常温下循环性能的测试'>4.3.1 LiBOB 与LiPF6混合电解液常温下循环性能的测试6 混合电解液高温下循环性能的测试'>4.3.2 LiBOB 与LiPF6混合电解液高温下循环性能的测试4 混合电解液循环性能的测试'>4.3.3 LiBOB 与LiClO4混合电解液循环性能的测试4.4 混合电解质锂盐对石墨负极循环性能影响的分析6 混合电解液分析'>4.4.1 常温下LiBOB 和LiPF6混合电解液分析6 混合电解液分析'>4.4.2 高温下LiBOB 和LiPF6混合电解液分析4 混合电解液分析'>4.4.3 LiBOB 和LiClO4混合电解液分析4.5 本章小结结论参考文献致谢
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