電解液添加劑對高鎳NCM811電化學(xué)性能影響
發(fā)布時(shí)間：2021-12-18 23:09
隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,人們對其能量密度提出更高的要求。LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）正極材料具有高容量而作為實(shí)現(xiàn)高能量密度電解液體系,是鋰離子電池應(yīng)用中前景優(yōu)先選擇最廣的材料之一。但是其結(jié)構(gòu)在脫嵌鋰過程中容易發(fā)生陽離子混排,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,降低了電池的循環(huán)性能和倍率性能。電解液和電極之間劇烈的電化學(xué)反應(yīng),是導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的原因之一。通過將添加劑引入NCM811電解液體系,有效地提高NCM811/Li電池的性能。本論文主要將雙草酸硼酸鋰（LiBOB）、二氟草酸硼酸鋰（LiODFB）以及三（三甲基硅基）硼酸酯（TMSB）作為電解液膜修飾的添加劑,加入常見的商用電解液體系中（1.0 mol L-11 LiPF6-EC/DEC（STD））,制備適用于LNCM811/Li電池體系的電解液。研究了其作為添加劑對于電解液性能、電極界面反應(yīng)以及電池電化學(xué)性能的影響,并初步探索了此三種添加劑對于固體界面膜（SEI）形成的作用機(jī)理。具體...
【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
鋰離子電池工作原理示意圖[8]
電解液添加劑對高鎳NCM811電化學(xué)性能影響2化，因此該反應(yīng)是一種可逆反應(yīng)[9]。圖1.1鋰離子電池工作原理示意圖[8]Figure1.1Schematicofworkprincipleoflithium-ionbattery1.2.2鋰離子電池的組成絕大多數(shù)的鋰離子電池都是由正極、負(fù)極、隔膜、電解液和外殼組成的。鋰離子電池的外形結(jié)構(gòu)多種多樣[10]，其常見鋰離子電池結(jié)構(gòu)的類型如圖1.2所示[10]。(a)(b)(c)(d)圖1.2不同類型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖(a:紐扣式;b:圓柱形;c:方形;和(d)薄板形)[10]Figure1.2DevicestuctureofLIBs(a:coinb:cylindricalandc:prismaticand(d)thinandflat)[10]1.3鋰離子電池正極材料研究進(jìn)展一般鋰離子電池中的Li＋來源于層間結(jié)構(gòu)的正極材料，隨著正極材料的比容量上升
電解液添加劑對高鎳NCM811電化學(xué)性能影響16（4）將反應(yīng)后的粗產(chǎn)品加入一定的無水乙腈，攪拌后過濾，將濾液進(jìn)行旋蒸即得高純度LiBOB。本文所用鋰鹽LiODFB是通過固液反應(yīng)制備并純化后得到的。具體制備過程如下：（1）將干燥的草酸鋰，三氟化硼乙醚和無水乙醚按比例添加，先加乙醚再逐步添加草酸鋰，待溫度升至65℃加入等比例三氟化硼乙醚，期間注意攪拌速度和觀察冷凝回流是否正常；（2）經(jīng)13~15小時(shí)后接出反應(yīng)物并快速過濾（防止大量的乙醚揮發(fā)），將濾液進(jìn)行旋蒸后繼續(xù)過濾得到的LiODFB一次粗產(chǎn)品，放入40~80℃鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行干燥；（3）將干燥后的LiODFB一次粗產(chǎn)品加入一定比例的乙醚與三氟化硼乙醚的混合溶液，攪拌，過濾，沖洗，即得到高純LiODFB。3.3電解液的制備LiBOB和LiODFB電解液體系的制備方法與2.2.1一樣。3.4結(jié)果與討論3.4.1電解液添加劑比例優(yōu)化3.4.1.1電解液電導(dǎo)率測試圖3.1室溫(25℃)下不同含量LiBOB,LiODFB電解液體系的電導(dǎo)率Figure3.1ConductivityofdifferentcontentofLiBOB,LiODFBelectrolytesystemsatroomtemperature(25°C)電導(dǎo)率是決定電池內(nèi)阻的重要因素之一，它不僅可以影響電池的壽命，同時(shí)也影響電池的容量和倍率。圖3.1描述了含有LiBOB,LiODFB添加劑的LNCM811/Li電池電解液的電導(dǎo)率，它們的含量依次為0.5%1%,2%,3%。鋰離子電池電解液的電導(dǎo)率依賴于溶劑的參數(shù)，如介電常數(shù)、粘度和鋰鹽的陰離子直徑。從圖中看出，電解液電導(dǎo)率隨著
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[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]添加劑聯(lián)用改善4.5V鋰離子電池的循環(huán)性能[J]. 范偉貞,左曉希,劉建生,李釗. 電池. 2015(04)
[3]鋰離子二次電池低溫電解液的研究進(jìn)展[J]. 張麗娟,李法強(qiáng),諸葛芹,任齊都,王連亮,史一飛. 鹽湖研究. 2009(02)
[4]二次鋰電池過充電保護(hù)添加劑[J]. 莊全超,武山,劉文元,陸兆達(dá). 電池工業(yè). 2003(04)
本文編號：3543331
【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
鋰離子電池工作原理示意圖[8]
電解液添加劑對高鎳NCM811電化學(xué)性能影響2化，因此該反應(yīng)是一種可逆反應(yīng)[9]。圖1.1鋰離子電池工作原理示意圖[8]Figure1.1Schematicofworkprincipleoflithium-ionbattery1.2.2鋰離子電池的組成絕大多數(shù)的鋰離子電池都是由正極、負(fù)極、隔膜、電解液和外殼組成的。鋰離子電池的外形結(jié)構(gòu)多種多樣[10]，其常見鋰離子電池結(jié)構(gòu)的類型如圖1.2所示[10]。(a)(b)(c)(d)圖1.2不同類型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖(a:紐扣式;b:圓柱形;c:方形;和(d)薄板形)[10]Figure1.2DevicestuctureofLIBs(a:coinb:cylindricalandc:prismaticand(d)thinandflat)[10]1.3鋰離子電池正極材料研究進(jìn)展一般鋰離子電池中的Li＋來源于層間結(jié)構(gòu)的正極材料，隨著正極材料的比容量上升
電解液添加劑對高鎳NCM811電化學(xué)性能影響16（4）將反應(yīng)后的粗產(chǎn)品加入一定的無水乙腈，攪拌后過濾，將濾液進(jìn)行旋蒸即得高純度LiBOB。本文所用鋰鹽LiODFB是通過固液反應(yīng)制備并純化后得到的。具體制備過程如下：（1）將干燥的草酸鋰，三氟化硼乙醚和無水乙醚按比例添加，先加乙醚再逐步添加草酸鋰，待溫度升至65℃加入等比例三氟化硼乙醚，期間注意攪拌速度和觀察冷凝回流是否正常；（2）經(jīng)13~15小時(shí)后接出反應(yīng)物并快速過濾（防止大量的乙醚揮發(fā)），將濾液進(jìn)行旋蒸后繼續(xù)過濾得到的LiODFB一次粗產(chǎn)品，放入40~80℃鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行干燥；（3）將干燥后的LiODFB一次粗產(chǎn)品加入一定比例的乙醚與三氟化硼乙醚的混合溶液，攪拌，過濾，沖洗，即得到高純LiODFB。3.3電解液的制備LiBOB和LiODFB電解液體系的制備方法與2.2.1一樣。3.4結(jié)果與討論3.4.1電解液添加劑比例優(yōu)化3.4.1.1電解液電導(dǎo)率測試圖3.1室溫(25℃)下不同含量LiBOB,LiODFB電解液體系的電導(dǎo)率Figure3.1ConductivityofdifferentcontentofLiBOB,LiODFBelectrolytesystemsatroomtemperature(25°C)電導(dǎo)率是決定電池內(nèi)阻的重要因素之一，它不僅可以影響電池的壽命，同時(shí)也影響電池的容量和倍率。圖3.1描述了含有LiBOB,LiODFB添加劑的LNCM811/Li電池電解液的電導(dǎo)率，它們的含量依次為0.5%1%,2%,3%。鋰離子電池電解液的電導(dǎo)率依賴于溶劑的參數(shù)，如介電常數(shù)、粘度和鋰鹽的陰離子直徑。從圖中看出，電解液電導(dǎo)率隨著
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[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]添加劑聯(lián)用改善4.5V鋰離子電池的循環(huán)性能[J]. 范偉貞,左曉希,劉建生,李釗. 電池. 2015(04)
[3]鋰離子二次電池低溫電解液的研究進(jìn)展[J]. 張麗娟,李法強(qiáng),諸葛芹,任齊都,王連亮,史一飛. 鹽湖研究. 2009(02)
[4]二次鋰電池過充電保護(hù)添加劑[J]. 莊全超,武山,劉文元,陸兆達(dá). 電池工業(yè). 2003(04)
本文編號：3543331
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3543331.html
最近更新
教材專著
