鎳錳酸鋰-鈦酸鋰電池電解液中添加LiBOB對(duì)其性能影響的研究.pdf

1、鋰離子電池由于具有高能量密度、可循環(huán)充放電、無記憶效應(yīng)和環(huán)境無污染的優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于便攜電子設(shè)備和各種類型的電動(dòng)汽車。電極材料作為鋰離子電池的主要組成部分，在鋰離子電池的發(fā)展過程中扮演著重要的角色。鈷酸鋰是目前主要的商品化正極材料，但是由于鈷的儲(chǔ)量有限和價(jià)格較高等原因，其發(fā)展前景受到嚴(yán)重影響。而鎳元素和錳元素相較于鈷元素儲(chǔ)量相對(duì)豐富，價(jià)格相對(duì)低廉，同時(shí)鎳錳基正極材料兼具較高的安全保障、對(duì)環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)，成為取代鈷酸鋰的候選材料之一。

2、但是由于錳的溶解使得電極材料在充放電過程中循環(huán)性能較差，因此其使用范圍大大受限。在電解液中加入少量物質(zhì)作為添加劑是一種比較經(jīng)濟(jì)有效的提高鋰離子電池性能的方法。因此，本文將雙草酸硼酸鋰(LiBOB)作為電解液添加劑，試圖改善鎳錳酸鋰電極材料的循環(huán)性能。
　　本文研究了LiBOB作為電解液添加劑對(duì)鎳錳酸鋰半電池和鈦酸鋰半電池的電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示添加了1％的LiBOB的鎳錳酸鋰半電池具備更高的庫侖效率和循環(huán)穩(wěn)定性，沒有添加

3、LiBOB的電池進(jìn)行100次循環(huán)時(shí)，比容量從開始的110.6 mAh·g-1衰減為81.4 mAh·g-1，容量保持率為73.6%；而LiBOB添加量為1%的電池由起始的94.7 mAh·g-1變?yōu)?0.4 mAh·g-1，容量保持率為95.5%，且添加LiBOB之后電池具有更高的放電中值電壓和開路電壓。而LiBOB對(duì)鈦酸鋰半電池的循環(huán)性能無明顯影響。
　　組裝了不同LiBOB含量的鎳錳酸鋰/鈦酸鋰電池，分別在不同溫度下測(cè)試了其循

4、環(huán)性能。在LiBOB的質(zhì)量分?jǐn)?shù)未超過1.5%時(shí)電池的容量隨添加量的增大而提高，而當(dāng)LiBOB的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到3%時(shí)，電池的容量則開始出現(xiàn)衰減，即LiBOB濃度為1.5%時(shí)電池的容量最高，且循環(huán)穩(wěn)定性表現(xiàn)良好。
　　通過XRD、FTIR-ATR和ICP等手段對(duì)LiBOB提高鎳錳酸鋰循環(huán)性能的原因進(jìn)行了探究，結(jié)果表明 LiBOB在鎳錳酸鋰充放電過程中會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，分解產(chǎn)物沉積在鎳錳酸鋰電極片的表面，形成固體電解質(zhì)界面(SEI)膜，從