电解液添加剂对高镍NCM811电化学性能影响
发布时间：2021-12-18 23:09
随着锂离子电池应用领域不断扩展,人们对其能量密度提出更高的要求。LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）正极材料具有高容量而作为实现高能量密度电解液体系,是锂离子电池应用中前景优先选择最广的材料之一。但是其结构在脱嵌锂过程中容易发生阳离子混排,导致其结构不稳定,降低了电池的循环性能和倍率性能。电解液和电极之间剧烈的电化学反应,是导致材料结构不稳定的原因之一。通过将添加剂引入NCM811电解液体系,有效地提高NCM811/Li电池的性能。本论文主要将双草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸硼酸锂（LiODFB）以及三（三甲基硅基）硼酸酯（TMSB）作为电解液膜修饰的添加剂,加入常见的商用电解液体系中（1.0 mol L-11 LiPF6-EC/DEC（STD））,制备适用于LNCM811/Li电池体系的电解液。研究了其作为添加剂对于电解液性能、电极界面反应以及电池电化学性能的影响,并初步探索了此三种添加剂对于固体界面膜（SEI）形成的作用机理。具体...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作原理示意图[8]
电解液添加剂对高镍NCM811电化学性能影响2化，因此该反应是一种可逆反应[9]。图1.1锂离子电池工作原理示意图[8]Figure1.1Schematicofworkprincipleoflithium-ionbattery1.2.2锂离子电池的组成绝大多数的锂离子电池都是由正极、负极、隔膜、电解液和外壳组成的。锂离子电池的外形结构多种多样[10]，其常见锂离子电池结构的类型如图1.2所示[10]。(a)(b)(c)(d)图1.2不同类型的锂离子电池结构示意图(a:纽扣式;b:圆柱形;c:方形;和(d)薄板形)[10]Figure1.2DevicestuctureofLIBs(a:coinb:cylindricalandc:prismaticand(d)thinandflat)[10]1.3锂离子电池正极材料研究进展一般锂离子电池中的Li＋来源于层间结构的正极材料，随着正极材料的比容量上升
电解液添加剂对高镍NCM811电化学性能影响16（4）将反应后的粗产品加入一定的无水乙腈，搅拌后过滤，将滤液进行旋蒸即得高纯度LiBOB。本文所用锂盐LiODFB是通过固液反应制备并纯化后得到的。具体制备过程如下：（1）将干燥的草酸锂，三氟化硼乙醚和无水乙醚按比例添加，先加乙醚再逐步添加草酸锂，待温度升至65℃加入等比例三氟化硼乙醚，期间注意搅拌速度和观察冷凝回流是否正常；（2）经13~15小时后接出反应物并快速过滤（防止大量的乙醚挥发），将滤液进行旋蒸后继续过滤得到的LiODFB一次粗产品，放入40~80℃鼓风干燥箱进行干燥；（3）将干燥后的LiODFB一次粗产品加入一定比例的乙醚与三氟化硼乙醚的混合溶液，搅拌，过滤，冲洗，即得到高纯LiODFB。3.3电解液的制备LiBOB和LiODFB电解液体系的制备方法与2.2.1一样。3.4结果与讨论3.4.1电解液添加剂比例优化3.4.1.1电解液电导率测试图3.1室温(25℃)下不同含量LiBOB,LiODFB电解液体系的电导率Figure3.1ConductivityofdifferentcontentofLiBOB,LiODFBelectrolytesystemsatroomtemperature(25°C)电导率是决定电池内阻的重要因素之一，它不仅可以影响电池的寿命，同时也影响电池的容量和倍率。图3.1描述了含有LiBOB,LiODFB添加剂的LNCM811/Li电池电解液的电导率，它们的含量依次为0.5%1%,2%,3%。锂离子电池电解液的电导率依赖于溶剂的参数，如介电常数、粘度和锂盐的阴离子直径。从图中看出，电解液电导率随着
【参考文献】：
期刊论文
[1]Tris（trimethylsilyl） borate as an electrolyte additive for high-voltage lithium-ion batteries using LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 cathode[J]. Chunfeng Yan,Ying Xu,Jianrong Xia,Cuiran Gong,Kerong Chen. Journal of Energy Chemistry. 2016(04)
[2]添加剂联用改善4.5V锂离子电池的循环性能[J]. 范伟贞,左晓希,刘建生,李钊. 电池. 2015(04)
[3]锂离子二次电池低温电解液的研究进展[J]. 张丽娟,李法强,诸葛芹,任齐都,王连亮,史一飞. 盐湖研究. 2009(02)
[4]二次锂电池过充电保护添加剂[J]. 庄全超,武山,刘文元,陆兆达. 电池工业. 2003(04)
本文编号：3543331
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作原理示意图[8]
电解液添加剂对高镍NCM811电化学性能影响2化，因此该反应是一种可逆反应[9]。图1.1锂离子电池工作原理示意图[8]Figure1.1Schematicofworkprincipleoflithium-ionbattery1.2.2锂离子电池的组成绝大多数的锂离子电池都是由正极、负极、隔膜、电解液和外壳组成的。锂离子电池的外形结构多种多样[10]，其常见锂离子电池结构的类型如图1.2所示[10]。(a)(b)(c)(d)图1.2不同类型的锂离子电池结构示意图(a:纽扣式;b:圆柱形;c:方形;和(d)薄板形)[10]Figure1.2DevicestuctureofLIBs(a:coinb:cylindricalandc:prismaticand(d)thinandflat)[10]1.3锂离子电池正极材料研究进展一般锂离子电池中的Li＋来源于层间结构的正极材料，随着正极材料的比容量上升
电解液添加剂对高镍NCM811电化学性能影响16（4）将反应后的粗产品加入一定的无水乙腈，搅拌后过滤，将滤液进行旋蒸即得高纯度LiBOB。本文所用锂盐LiODFB是通过固液反应制备并纯化后得到的。具体制备过程如下：（1）将干燥的草酸锂，三氟化硼乙醚和无水乙醚按比例添加，先加乙醚再逐步添加草酸锂，待温度升至65℃加入等比例三氟化硼乙醚，期间注意搅拌速度和观察冷凝回流是否正常；（2）经13~15小时后接出反应物并快速过滤（防止大量的乙醚挥发），将滤液进行旋蒸后继续过滤得到的LiODFB一次粗产品，放入40~80℃鼓风干燥箱进行干燥；（3）将干燥后的LiODFB一次粗产品加入一定比例的乙醚与三氟化硼乙醚的混合溶液，搅拌，过滤，冲洗，即得到高纯LiODFB。3.3电解液的制备LiBOB和LiODFB电解液体系的制备方法与2.2.1一样。3.4结果与讨论3.4.1电解液添加剂比例优化3.4.1.1电解液电导率测试图3.1室温(25℃)下不同含量LiBOB,LiODFB电解液体系的电导率Figure3.1ConductivityofdifferentcontentofLiBOB,LiODFBelectrolytesystemsatroomtemperature(25°C)电导率是决定电池内阻的重要因素之一，它不仅可以影响电池的寿命，同时也影响电池的容量和倍率。图3.1描述了含有LiBOB,LiODFB添加剂的LNCM811/Li电池电解液的电导率，它们的含量依次为0.5%1%,2%,3%。锂离子电池电解液的电导率依赖于溶剂的参数，如介电常数、粘度和锂盐的阴离子直径。从图中看出，电解液电导率随着
【参考文献】：
期刊论文
[1]Tris（trimethylsilyl） borate as an electrolyte additive for high-voltage lithium-ion batteries using LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 cathode[J]. Chunfeng Yan,Ying Xu,Jianrong Xia,Cuiran Gong,Kerong Chen. Journal of Energy Chemistry. 2016(04)
[2]添加剂联用改善4.5V锂离子电池的循环性能[J]. 范伟贞,左晓希,刘建生,李钊. 电池. 2015(04)
[3]锂离子二次电池低温电解液的研究进展[J]. 张丽娟,李法强,诸葛芹,任齐都,王连亮,史一飞. 盐湖研究. 2009(02)
[4]二次锂电池过充电保护添加剂[J]. 庄全超,武山,刘文元,陆兆达. 电池工业. 2003(04)
本文编号：3543331
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