鋰離子電池電解液多功能添加劑及正極材料改性研究.pdf

1、鋰離子電池在電動(dòng)汽車與儲(chǔ)能電網(wǎng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，其安全性和循環(huán)壽命一直是大家關(guān)注的熱點(diǎn)。鋰離子電池電解液安全性和電極材料穩(wěn)定性直接影響著電池的安全性和循環(huán)使用壽命，因此可以從電解液和電極材料兩方面來(lái)改善鋰離子電池性能。本論文探討了量子化學(xué)計(jì)算方法在電解液添加劑研究中的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)一種新型多功能電解液添加劑。此外，本論文還通過(guò)包覆改性方法來(lái)提高正極材料的電化學(xué)性能。主要內(nèi)容如下:
　　首先，文章簡(jiǎn)要介紹了量子化學(xué)計(jì)算方法。

2、在密度泛函(DFT)理論基礎(chǔ)上，利用Gaussian09軟件程序包，計(jì)算不同電解液有機(jī)溶劑及添加劑的前線軌道能量、總能量、偶極矩、化學(xué)硬度與鋰離子結(jié)合能，通過(guò)分析這些參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)一種新型添加劑的電化學(xué)性能。
　　其次，研究了多功能添加劑乙基磷酸乙烯酯(EEP)對(duì)鋰離子電池安全性能和電化學(xué)性能的影響。燃燒實(shí)驗(yàn)顯示，添加10％EEP的電解液的自熄滅時(shí)間比基準(zhǔn)電解液降低一半，即表明EEP具有高效的阻燃功能。對(duì)LiNi1/3Co1/3Mnu

3、3O2/Li半電池過(guò)充電測(cè)試結(jié)果顯示EEP的加入可以明顯延緩電壓的上升。因此，EEP可以從阻燃和抗過(guò)充兩個(gè)方面改善鋰離子電池的安全性能。電解液中添加EEP的全電池和半電池相對(duì)于無(wú)EEP的電解液都具有更高的首次庫(kù)倫效率及更好的循環(huán)性能。從電化學(xué)測(cè)試結(jié)果可以得出結(jié)論，EEP可以作為石墨負(fù)極和三元正極材料的成膜添加劑。因此，EEP可以作為一種良好的多功能添加劑應(yīng)用在鋰離子電池中。
　　最后，采用化學(xué)沉淀法對(duì)LiNi1/3Co1/3Mn1