由于環(huán)境污染及能源短缺,新能源得到迫切關(guān)注,尋求高性能的鋰離子電池材料迫在眉睫。鋰離子電池常用的負(fù)極材料石墨存在著倍率性能不好以及容易發(fā)生溶劑共嵌等問(wèn)題,并且石墨的理論容量（374 m Ah/g）已經(jīng)很難再有提升。因此本文研究如下內(nèi)容:探究電解液體系對(duì)石墨電極在鋰離子電池中性能的影響,探索電解液體系對(duì)硬碳電極在鋰/鈉離子電池中電化學(xué)性能的影響和電解液體系對(duì)Si/C負(fù)極電化學(xué)性能的影響。運(yùn)用阻抗譜測(cè)試、循環(huán)伏安測(cè)試、充放電測(cè)試、掃描電子顯微鏡、透射電鏡等測(cè)試手段得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:（1）由電導(dǎo)率測(cè)試可得,1 mol/L Li PF6-EC:EMC（1:1）（體系1）的電導(dǎo)率比1 mol/L Li PF6-EC:EMC（3:7）（體系2）的電導(dǎo)率大,1 mol/L Li PF6-EC:DMC:EMC（1:1:1）（體系3）電導(dǎo)率比1 mol/L Li PF6-EC:DEC:EMC（3:4:3）（體系4）大,1 mol/L Li PF6-EC:DEC:DMC:EMC（1.5:1:1:1.5）（體系5）的電導(dǎo)率大于1 mol/L Li PF6-EC:DEC:DMC:EMC（2:1:1:2）（體... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

充放電Figure1-1Schematicdiagramo負(fù)極（鋰片）

碩士學(xué)位論文微孔的存在，對(duì)空氣中的水分子比較敏感，因此石墨仍然是我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池最常用的負(fù)極材優(yōu)點(diǎn)：（1）充放電曲線具有一個(gè)傾斜的直線[27] PC 基電解液相容性較好，不像石墨在 PC 基電解3）優(yōu)異的倍率性能。LIU Jinlong 與 LIAO Xian了研究。容量比較高，可以達(dá)到上千，因而近幾年也得到了主要的缺點(diǎn)就是其的彈性不好，在充放電過(guò)程中料的體積發(fā)生較大的膨脹與收縮[34]，以至于電極[35-38]。圖 1-4 為 SiO 的結(jié)構(gòu)示意圖。

（2）鹵代有機(jī)酯添加劑如圖 1-5 所示，碳酸乙烯酯（EC：EthyleneCarbonate）比氟代碳酸乙烯酯（FEC：Fluoroethylene Carbonate）分子少 1 個(gè)-F 鍵，因此 FEC 的吸電子能力和電負(fù)性比EC 高。據(jù)量子化學(xué)計(jì)算可得，EC（-0.29512）的最低位占據(jù)軌道能量高于 FEC分子（-0.3108）[56,57]。FEC 的還原電位為~1.2 V（vs.Li+/Li），EC 的還原電位為0.9 V，在添加有 FEC 添加劑的電解液中，在有機(jī)分子中引入鹵原子，借助其吸電子能力降低分子的最低空軌道（LUMO）能量，使功能分子在電解液與電極反應(yīng)之前獲得電子在電極顆粒表面形成 SEI 膜，該 SEI 膜品質(zhì)良好，阻抗低，界面穩(wěn)定性高，可以有效減小首周不可逆容量，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。氟代碳酸乙烯酯（FEC）[58-60]是目前常用的負(fù)極成膜添加劑。最近，研究者們關(guān)注 FEC 成膜添加劑對(duì)硅負(fù)極電化學(xué)的影響。研究表明 FEC 在硅負(fù)極上形成的 SEI 膜薄而致密，能夠提高硅與電解液的界面穩(wěn)定性，同時(shí)緩解了硅在充放電過(guò)程中體積效應(yīng)所帶來(lái)的破壞，因此提高了硅負(fù)極的容量保持率和庫(kù)侖效率[61,62]。分析表明FEC 在硅負(fù)極上形成的 SEI 膜中，含有更多的氟化物（如 LiF）。圖 1-5（a）-（d）分別為 EC、VC、FEC、VEC 的分子結(jié)構(gòu)圖。（a） （b） （c） （d）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新能源汽車(chē)動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 郭強(qiáng),鄭燕萍,孫偉明.  山東工業(yè)技術(shù). 2018(04)
[2]鈉離子電池用碳負(fù)極材料研究進(jìn)展[J]. 張思偉,張俊,吳思達(dá),呂偉,康飛宇,楊全紅.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]硬炭作為鈉離子電池炭負(fù)極材料的研究[J]. 宋怡楠,馬志廣,王靜,時(shí)志強(qiáng).  電源技術(shù). 2015(06)
[4]鋰離子電池硬碳負(fù)極材料的制備及性能表征[J]. 王春梅,趙海雷,王靜,王捷,呂鵬鵬.  電源技術(shù). 2013(11)
[5]氟代碳酸乙烯酯用作電解液添加劑的研究[J]. 張春麗,葉學(xué)海,任春燕,付春明,于曉微.  廣州化工. 2013(08)
[6]儲(chǔ)能鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)[J]. 曾樂(lè)才.  上海電氣技術(shù). 2012(01)
[7]Si/C復(fù)合材料電極首次嵌鋰過(guò)程的電化學(xué)阻抗譜研究[J]. 杜莉莉,莊全超,魏濤,史月麗,強(qiáng)穎懷,孫世剛.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(22)
[8]溫度對(duì)尖晶石LiMn2O4中鋰離子嵌脫過(guò)程的影響[J]. 魏濤,莊全超,吳超,崔永麗,方亮,孫世剛.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(15)
[9]鋰離子電池電解液負(fù)極成膜添加劑研究進(jìn)展[J]. 蔡宗平,許夢(mèng)清,李偉善,左曉希,周代營(yíng).  電池工業(yè). 2008(01)
[10]鋰離子電池硬碳負(fù)極材料研究進(jìn)展[J]. 孫顥,蒲薇華,何向明,李建軍,姜長(zhǎng)印,萬(wàn)春榮.  化工新型材料. 2005(11)

博士論文
[1]基于石墨烯的高性能鋰離子電池負(fù)極材料的研究[D]. 蔡丹丹.華南理工大學(xué) 2014
[2]鋰離子電池硅/碳復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究[D]. 蘇明如.中南大學(xué) 2014

碩士論文
[1]硬碳材料在鋰離子電池負(fù)極中的應(yīng)用研究[D]. 江文鋒.復(fù)旦大學(xué) 2013
[2]氟代碳酸乙烯酯對(duì)鋰離子電池性能影響的研究[D]. 王超.湖北工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2914956