功能化离子液体的制备及其电化学性能研究
[Abstract]:The organic electrolyte of traditional lithium ion battery has the disadvantages of volatilization and flammability, which brings hidden trouble to the safety of lithium ion battery. Ionic liquids have the advantages of nonvolatile, non-flammable, and high conductivity in a certain temperature range. Functionalized ionic liquids are based on ionic liquids to further transform the correlation energy of ionic liquids by introducing functional groups. In this paper, the possibility of functionalized ionic liquid electrolyte and functionalized ionic liquid gel polymer electrolyte as lithium-ion battery electrolyte was studied in terms of its physical and chemical properties and its compatibility with electrode materials. Two ionic liquids, N-methyl-methyl piperidine bisfluoromethyl sulfonimide (PPO2TFSI) and N-methyl-N-allyl pyrrolidine bisfluoromethyl sulfonimide (PyrMeATFSI) (PPO2TFSI) and PyrMeATFSI, have been prepared, which show good electrochemical stability. The electrochemical windows were larger than 4.5 V, 5.8V and 5.0V, respectively. The analysis of electrochemical window shows that ionic liquid PPO2TFSI and PyrMeATFSI can be used in lithium ion battery. Its thermal stability is superior to that of organic electrolyte. The ionic conductivity reaches 10-4 orders of magnitude at room temperature. The electrolyte PPO2TFSI 0.1mol/L LiTFSI and electrolyte PyrMeATFSI 0.8mol/L LiTFSI have higher tLi. The cyclic voltammetric curves of the LiFePO4 positive electrode in the electrolyte PPO2TFSI 0.1mol/L LiTFSI were symmetrical. LiFePO4 showed good cycling performance in the electrolyte. Twenty cycles showed no attenuation of the battery capacity, and the cell capacity was about 110mAh g ~ (-1). Except for the low Coulomb efficiency of 92.4% for the first time, the Coulomb efficiency has been kept around 100%. The LiFePO4 has good cycling performance in the electrolyte PyrMeATFSI 0.8mol/L LiTFSI. After 20 cycles, the capacity of the Coulomb has almost no attenuation and has been about 110mAh g-1. The first Coulomb efficiency is relatively low, 87. After several cycles, the Coulomb efficiency is close to 100. Ionic liquid gel polymer electrolytes were further prepared and used as electrode materials. The cathode material LiFePO4 shows good cycling performance in ionic liquid gel polymer electrolyte. The initial charge specific capacity of LiFePO4 can reach above 100mAh g -1 at room temperature 0.1 C ratio, and the discharge Coulomb efficiency is about 80%. After 20 cycles, the specific capacity has no obvious attenuation, and the cycle performance is good. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and SEM showed that some substance was formed on the surface of LiFePO4 electrode after charge and discharge cycle, which improved the charge and discharge stability of the battery.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM912
【共引文献】
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本文编号:2246038
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