LiCoO2鋰離子電池存儲性能衰退機(jī)理及改善研究.pdf

1、隨著能耗的增加和社會環(huán)保意識的提高，鋰離子電池已成為社會生活中不可或缺的部分。然而在電池使用過程中存儲無法避免，因此存儲性能是鋰離子電池很重要的性能指標(biāo)，甚至成為制約電池使用的關(guān)鍵因素之一。目前對于電池存儲性能衰退機(jī)理及如何提高存儲性能的研究較少，因此本論文主要研究了LiCoO2鋰離子電池的存儲性能及其衰退機(jī)理，據(jù)此建立電池的存儲性能預(yù)測分析模型，并通過在電解液加入添加劑以改善電池的存儲性能。
　　本論文首先研究了LiCoO2鋰離

2、子電池不同溫度下的存儲性能，并通過EIS和XPS探討引起電池存儲性能衰退的機(jī)理，根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)和機(jī)理分析，建立起壽命預(yù)測分析模型。研究表明，正負(fù)極表面膜不完整致活性物質(zhì)裸露于電解液中，使得存儲過程中溶劑組分在正負(fù)極表面發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，同時伴隨著鋰鹽的分解。上述過程使得存儲過后電池容量保留率和倍率性能發(fā)生衰減，內(nèi)阻增大，溫度越高，性能衰退越嚴(yán)重。基于分析，認(rèn)為負(fù)極內(nèi)活性鋰的損失是導(dǎo)致電池存儲后容量損失的主要原因，本文建立起電池存儲容

3、量損失與存儲時間和溫度的關(guān)系模型：此處為公式。該模型能夠較好的反映鋰離子電池在一定條件下存儲容量損失與存儲時間、溫度關(guān)系。
　　由于膜完整性和鋰鹽的穩(wěn)定性是影響電池存儲性能的關(guān)鍵原因，本文首先研究了LiBOB成膜添加劑對鋰離子電池存儲性能影響。研究表明，添加劑LiBOB的加入能夠促進(jìn)正極完整致密表面膜的形成，同時在負(fù)極表面形成一系列穩(wěn)定性較好的含草酸根硼酸鹽低聚物和具有改善存儲性能的Li2CO3，使得電池的存儲性能得到改善。與不含

4、添加劑電池相比，添加劑LiBOB加入后，容量保留率和倍率性能得到改善，內(nèi)阻減小，當(dāng)添加劑比例為3％時，電池的存儲性能改善最佳。
　　最后，本文研究了鋰鹽穩(wěn)定劑DMAC對鋰離子電池存儲性能影響。研究表明含添加劑DMAC電解液與石墨負(fù)極和LiCoO2正極具有良好的相容性。但添加劑DMAC未能促進(jìn)表面形成具有改善存儲性能的Li2CO3，反而會破壞正極表面形成的表面膜，不僅引起正極活性物質(zhì)分解和Co溶出，還將加速存儲過程中電解液在正極表面