發(fā)布時間：2021-05-22 21:12

　　目前,從電子通信到交通運輸,鋰離子電池的使用越來越廣泛,人們對其能量密度、功率密度、安全性和循環(huán)壽命等方面的要求也越來越苛刻。電解液中雜質(zhì)是導(dǎo)致鋰離子電池容量衰減的重要原因之一。水分作為最常見的一種雜質(zhì),容易引起電解質(zhì)鋰鹽的水解,進(jìn)一步增大電池阻抗、減小電壓平臺、破壞固體電解質(zhì)界面膜結(jié)構(gòu)、帶來安全隱患,是鋰離子電池生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格控制的指標(biāo)。因此,探究電解液中痕量水對電池性能的破壞機理為目前研究的重點。研究了痕量水對電解質(zhì)鋰鹽和電解液的影響,主要研究內(nèi)容如下:第一,以雙草酸硼酸鋰（LiBOB）為研究對象,研究其儲存在不同濕度環(huán)境下物化性質(zhì)的變化。結(jié)果表明,在較高的相對濕度下儲存的LiBOB質(zhì)量增加的速度較快,但是最終卻達(dá)到了相同的恒重,即在不同濕度下LiBOB具有類似的吸水階段。質(zhì)量增加的同時LiBOB會發(fā)生水解反應(yīng),且水分以吸附水和結(jié)晶水的形式存在。研究發(fā)現(xiàn),LiBOB暴露在潮濕環(huán)境中,水解反應(yīng)和吸附水的形成持續(xù)發(fā)生,在暴露過程后期有結(jié)晶水的生成,首先形成一水合物L(fēng)iBOB·H₂O,然后依次轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的二水合物L(fēng)iBOB·2H₂O。量子化... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程
        1.1.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與工作原理
    1.2 鋰離子電池電極材料
        1.2.1 正極材料研究
        1.2.2 負(fù)極材料研究
    1.3 鋰離子電池電解液
        1.3.1 電解質(zhì)鋰鹽
        1.3.2 有機溶劑
        1.3.3 添加劑
        1.3.4 鋰離子的溶劑化狀態(tài)
        1.3.5 固體電解質(zhì)界面膜
    1.4 雜質(zhì)對電解液性能的影響
        1.4.1 電解液中雜質(zhì)的來源和種類
        1.4.2 水對電解液性能的影響
    1.5 量子化學(xué)在電解液研究中的應(yīng)用
        1.5.1 量子化學(xué)在鋰鹽中的應(yīng)用
        1.5.2 量子化學(xué)在溶劑中的應(yīng)用
    1.6 立題依據(jù)和研究內(nèi)容
第2章 實驗儀器與方法
    2.1 實驗藥品及分析儀器
        2.1.1 實驗所需藥品和材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 電極制備及半電池的裝配
        2.2.1 MCMB負(fù)極材料極片的制備
        2.2.2 紐扣半電池的組裝
    2.3 電解液性能測試及表征手段
        2.3.1 電解液電導(dǎo)率測試
        2.3.2 電解液酸度測試
        2.3.3 電解液濁度測試
        2.3.4 電化學(xué)阻抗測試
        2.3.5 熱重測試
        2.3.6 傅里葉變換衰減全反射紅外光譜
        2.3.7 X射線光電子能譜測試
        2.3.8 掃描電子顯微鏡測試
        2.3.9 核磁共振波譜
    2.4 量子化學(xué)計算及波函數(shù)分析
第3章 痕量水對LiBOB電化學(xué)性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 不同含水量LiBOB的制備及電解液的配制
        3.2.2 測試與表征
        3.2.3 DFT計算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 LiBOB暴露在不同濕度下的吸水曲線分析
        3.3.2 ATR-FTIR分析
        3.3.3 TG分析
        3.3.4 H_2O和 LiBOB的結(jié)合形式分析
        3.3.5 干燥處理后LiBOB性能研究
        3.3.6 電解液電導(dǎo)率和酸度的測定
        3.3.7 Li/MCMB半電池的電化學(xué)性能測試
        3.3.8 Li/MCMB半電池的阻抗測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 痕量水對LiBOB基電解液電化學(xué)性能的影響
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 不同含水量電解液的配制
        4.2.2 測試與表征
        4.2.3 DFT計算
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 電解液中不溶性雜質(zhì)成分分析
        4.3.2 Li/MCMB半電池的電化學(xué)性能測試
        4.3.3 H_2O對溶劑的影響
        4.3.4 H_2O與EC間的弱相互作用
        4.3.5 H_2O與 LiBOB、EC的結(jié)合形式
        4.3.6 H_2O對溶劑化結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.7 MCMB電極表面SEI膜形貌分析
        4.3.8 MCMB電極表面SEI膜成分分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展[J]. 余志強.  寧波化工. 2014(02)
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本文編號：3201671