鋰離子電池高安全電解液系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、電解液在鋰離子電池中具有重要作用,決定著著電池的使用壽命、工作溫度范圍以及使用安全等。降低電解液的蒸氣壓、提高電解液的阻燃性有助于提高電池的安全性能。相對(duì)于鏈狀碳酸酯,環(huán)狀碳酸酯具有介電常數(shù)大與不易燃等優(yōu)點(diǎn),因而提高電解液中環(huán)狀碳酸酯含量能夠降低電解液的可燃性。離子液體具有不易燃、蒸氣壓低、電化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),成為在鋰離子電池中應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。
　　本文結(jié)合了環(huán)狀碳酸酯溶劑PC(碳酸丙烯酯)與離子液體各自的優(yōu)缺點(diǎn),聯(lián)系鋰鹽在鋰離

2、子電池中的作用,以提高電解液的安全為切入點(diǎn)。首先,討論了PC在鋰離子電池應(yīng)用中所面臨的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)問(wèn)題出現(xiàn)的機(jī)理的分析討論,提出了解決方案,并系統(tǒng)研究了鋰鹽、離子液體、溶劑的加入對(duì)PC分解的抑制規(guī)律。然后,研究了鋰鹽濃度對(duì)電解液的燃燒性質(zhì)以及對(duì)LiFePO4半電池和石墨半電池常溫和高溫下充放電的影響。以前期的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)優(yōu)化PC溶劑、離子液體、鏈狀碳酸酯的使用比例得到的電解液,滿(mǎn)足全電池長(zhǎng)期充放電的需求。最后,進(jìn)行了由TFSI-、F

3、SI-陰離子組成的離子液體和鋰鹽對(duì)鋁箔的腐蝕情況的對(duì)比實(shí)驗(yàn),分析了鋁箔的腐蝕程度與有機(jī)溶劑以及離子液體中腐蝕成分濃度的關(guān)系。
　　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了使用PC為主要溶劑,加入離子液體、提高鋰鹽濃度可以明顯降低電解液的可燃性,有利于抑制電解液中腐蝕成分對(duì)鋁箔的腐蝕,提高在高溫條件下鋁箔的穩(wěn)定性,結(jié)合對(duì)鋰離子電池的電化學(xué)性質(zhì)測(cè)試,得到高閃燃點(diǎn)溶劑中鋰鹽的最佳使用濃度。通過(guò)研究和對(duì)比,發(fā)現(xiàn)使用以PC為主要溶劑的高閃燃點(diǎn)溶劑體系具有很好的應(yīng)用前景和