目前,鋰離子電池多使用碳酸酯基的有機電解液,這類傳統(tǒng)的碳酸酯基電解液無法在高壓下安全使用,因為高電壓下電解液會發(fā)生氧化分解,并伴隨有氣體的產生,對鋰離子電池的循環(huán)性能及使用壽命有較大的影響,因此,極大地限制了動力電池的發(fā)展�；诖爽F(xiàn)狀,為了改善鋰離子電池在高工作電壓時的性能,本文從功能型添加劑的角度,研究了三種添加劑對高能量密度三元鋰電池性能的影響。主要研究結果如下:（1）雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）作為電解液添加劑,可以拓寬LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/石墨電池工作溫度范圍并且改善LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正極材料在高工作電壓時的電化學性能。線性掃描伏安法（LSV）結果表明LiFSI可以拓寬電解液的電化學窗口。通過充放電循環(huán)試驗發(fā)現(xiàn)加入5wt%LiFSI使常溫高壓循環(huán)120次容量保持率達到85.15%,高溫高壓循環(huán)100次容量保持率達到80.0%,容量保持率都遠高于標準電解液組。通過電化學阻抗譜（EIS）發(fā)現(xiàn)加入LiFSI使阻抗降低。結合掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射分析（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）分析,證實了 LiFS... 

【文章來源】：陜西科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－１空白電解質（黑色）和含ＬｉＦＳＩ的電解質（紅色）的線性掃描仗安法結果??Ｆｉｇ．３－１?Ｌｉｎｅａｒ?ｓｗｅｅｐ?ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｂｌａｎｋ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?（ｂｌａｃｋ）ａｎｄ?ＬｉＦＳＩ－ｃｏｎｔａｉｎｅｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?（ｒｅｄ）??

?＼?／??ｒ－ｆ＾ｖ．￣￣＼ｖ＾???＾?Ｋ、?ｒｓｋｉ?＊＊ｙ?＼?ＣＰＥ１?ＣＰＥ２??０．０４?－?／■＂?Ｖ??＾?Ｖ????＊??—Ｒ??０．０２?－?Ｋｃｔ??－??—??０．００?￣１￣＾￣￣１￣￣１—￣１?１￣￣１￣１￣￣１￣￣１￣￣１￣１￣￣－??０．００?０．０５?０．?１０?０．１５?０．２０?０．２５?０．３０?０．３５??Ｚ’／ｏｈｍ??ｃ）?１２０個循環(huán)后的ＥＩＳ?ｄ）?ＥＩＳ數(shù)據(jù)的等效擬合電路模型??圖３－５?ＬｉＮｉａ５Ｃｏｏ．２Ｍｎｏ．３Ｏ２／石墨電池電解液中不含和含有５?ｗｔ％ＬｉＦＳＩ的ＥＩＳ及等效擬合電路模型??Ｆｉｇ．３－５?ＥＩＳ?ａｎｄ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｆｉｔｔｉｎｇ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＬｉＮｉｏ．５Ｃｏｏ．２Ｍｎｏ．３Ｏ２／ｇｒａｐｈｉｔｅ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ??ｗｉｔｈｏｕｔ?ａｎｄ?ｗｉｔｈ?５?＼ｖｔ％?ＬｉＦＳＩ??表３－１在１２０次循環(huán)后，不含和含有５?ｗｔ％ＬｉＦＳＩ的ＬｉＮｉ〇．５Ｃ〇（）．２Ｍｎ〇．３〇；２／石墨電池的等效電路數(shù)據(jù)??Ｔａｂ．３－１?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｄａｔａ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＬｉＮｉｏ．５Ｃｏｏ．２Ｍ１ｉｏ．３Ｏ２／ｇｒａｐｈｉｔｅ?ｃｅｌｌｓ?ｗｉｔｈｏｕｔ?ａｎｄ?ｗｉｔｈ??５?ｗｔ％?ＬｉＦＳＩ?ａｆｔｅｒ?１２０?ｃｙｃｌｅｓ??Ｓａｍｐｌｅｓ?Ｒｓ?（ｍＨ?ｃｍ２）?穴ｓｅｉ?（ｍＱ?ｃｍ２）?Ｒ〇ｉ?（ｍＱ?ｃｍ２）??Ｗｉｔｈｏｕｔ?ＬｉＦＳＩ?４８．８?６８．８?２１１．５??Ｗｉｔｈ?５?ｗｔ％?ＬｉＦＳ

???陜西科技大學碩士學位論文??????光滑的片層狀結構ＬｉＮｉＧ．５ＣｏＧ．２Ｍｎ（）．３０２。在沒有ＬｉＦＳＩ的電極表面如圖３－６ｂ）可以清晰觀??察到不均勻分布著大量尺寸不一的團狀顆粒，這些物質我們認為是高壓下常規(guī)電解液在??電極上連續(xù)分解形成的不溶性產物造成沉積。并且ＮＣＭ?５２３顆粒上觀察到裂紋，說明在??循環(huán)過程中，由于ＨＦ腐蝕和過渡金屬溶解，顆粒結構在高壓下受到破壞。而加入ＬｉＦＳＩ??的電極表面干凈平滑形貌完整，沒有明顯的團狀顆粒。結合上述電池性能的結果，當存??在ＬｉＦＳＩ時，在正極表面上可能形成良好的ＳＥＩ膜，并且該層可以幫助電池在高壓下獲??得更好的循環(huán)性能。??’刪，??ａ）新鮮正極?ｂ）無ＬｉＦＳＩ循環(huán)后正極?ｃ）含ＬｉＦＳＩ循環(huán)后正極??Ｓｔ麵種??ｄ）新鮮負極?ｅ）無ＬｉＦＳＩ循環(huán)后負極?ｆ）含ＬｉＦＳＩ循環(huán)后負極??圖３－６電池極片掃描電子顯微鏡ＳＥＭ圖??Ｆｉｇ．３－６?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｐｏｌｅ?ｐｉｅｃｅ??圖３－６ｄ），ｅ）和ｆ）是石墨電極在新鮮狀態(tài)下和在１２０次循環(huán)之后在有無ＬｉＦＳＩ的全??電池中的表面形貌。與新鮮石墨電極相比，在無ＬｉＦＳＩ的電解質中石墨在高壓下破裂嚴??重形成片狀，這表明在循環(huán)過程中石墨表面沒有形成良好的保護層；這一過程可能增加??了電極的阻抗值。然而，在加入ＬｉＦＳＩ的電解液中石墨表面如圖３－６ｆ）被均勻的薄膜覆??蓋，該膜可以減少石墨表面與電解液之間的直接接觸，這有助于降低不可逆容量損失并??改善電池在高壓操作下的循環(huán)穩(wěn)定性。該結果表明向電解質中添加ＬｉＦＳＩ可以成功地改??善石墨表面上的ＳＥＩ膜。??


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