高压高安全性锂离子电池用新型哌啶类离子液体电解质的研制

发布时间：2020-12-13 05:25

　　随着锂离子电池在多行业的深入应用,人们对锂离子电池性能的要求也越来越高。目前安全性问题和高的能量密度已经成为制约锂离子电池发展的重要因素,对于更大的动力电池组,要求更为严格。开发合适的高电压正极材料应用于锂离子电池中是提高能量密度的有效途径之一。然而,目前市场上广泛使用的电解质主要由锂盐LiPF₆和碳酸酯有机溶剂组成,该锂盐遇水易分解,产生的HF会破坏高电压正极结构的完整,造成电池容量的衰减;并且易挥发、易燃的碳酸酯类溶剂,在高的电流密度下工作存在严重的安全隐患。因此,开发新型高电压安全性电解质已经成为一个研究热点。其中离子液体因其具有电化学窗口宽、热稳定性好、无蒸气压等特性而备受研究者青睐。根据以上思路,本文以高能量密度富锂正极材料(Li_1.1Ni_0.25Mn_0.65O₂,RM)和5V高电压正极材料(LiNi_0.5Mn_1.5O₄,LNMO)为主要研究对象,设计和开发了具有高安全性的高电压锂离子电池电解质,取得了... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池的充放电原理示意

高压高安全性锂离子电池用新型哌啶类离子液体电解质的研制）正极和负极同时满足高循环寿命、高充放电容量、快速充放电。为电池的重要组成部分之一，电解质在一定程度上影响着锂离子电池的安性能和循环寿命[11, 12]。由于传统的有机碳酸酯电解质易燃烧、不稳定特性极端条件下的运行中存在严重的安全隐患[13]，图 1-3 是日常锂离子电池发题。综合考虑，必须研发一种具有高安全性的电解质体系加以应用。

预防这种情况的发生。近年来，苯类化合物具有明显地防过充作用[19-21]。-2,5-叔丁基-1,4-亚苯基-二磷酸(TEDBPDP)同时具有过充保护和阻燃两种电测试表明，TEDBPDP 完全可以用于 LiMn2O4，作为耐过充剂，为电解全保障[22]。燃剂的其中一个功能是可以中断氢氧自由基或氢自由基的链式反应，降低性。目前的主要研究方向是加入一些具有高沸点和不易燃的溶剂来提高电氟代有机溶剂特别是一些氟代碳酸酯，相对于普通碳酸酯具有较高的闪点性，将这种有机溶剂添加到电解液中，能够改善安全性能[23-26]。其他一些磷酸酯[27, 28]、硅烷[29]、硼酸酯[30, 31]也可以作为阻燃添加剂，提高电池的如，来自 Nam-Soon Cho 课题组的研究人员详细地研究了 TMSP 的作用机-4）。TMSP 在 LiNi0.5Mn1.5O4表面形成了一层包含无机物和无机物的组合体 膜，同时 TSMP 还能消除由 LiPF6产生的 HF，这两个作用大大降低了过溶出及 LiNi0.5Mn1.5O4结构的变化。


本文编号：2913983