LiCoO2鋰離子電池存儲(chǔ)性能衰退機(jī)理及改善研究.pdf

1、隨著能耗的增加和社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提高，鋰離子電池已成為社會(huì)生活中不可或缺的部分。然而在電池使用過(guò)程中存儲(chǔ)無(wú)法避免，因此存儲(chǔ)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(duì)于電池存儲(chǔ)性能衰退機(jī)理及如何提高存儲(chǔ)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(chǔ)性能及其衰退機(jī)理，據(jù)此建立電池的存儲(chǔ)性能預(yù)測(cè)分析模型，并通過(guò)在電解液加入添加劑以改善電池的存儲(chǔ)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(chǔ)性能，并通過(guò)EIS和XPS探討引起電池存儲(chǔ)性能衰退的機(jī)理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和機(jī)理分析，建立起壽命預(yù)測(cè)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(chǔ)過(guò)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(shí)伴隨著鋰鹽的分解。上述過(guò)程使得存儲(chǔ)過(guò)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(chǔ)后容量損失的主要原因，本文建立起電池存儲(chǔ)容

3、量損失與存儲(chǔ)時(shí)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(chǔ)容量損失與存儲(chǔ)時(shí)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(chǔ)性能的關(guān)鍵原因，本文首先研究了LiBOB成膜添加劑對(duì)鋰離子電池存儲(chǔ)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(shí)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(chǔ)性能的Li2CO3，使得電池的存儲(chǔ)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(shí)，電池的存儲(chǔ)性能改善最佳。
　　最后，本文研究了鋰鹽穩(wěn)定劑DMAC對(duì)鋰離子電池存儲(chǔ)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(chǔ)性能的Li2CO3，反而會(huì)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(chǔ)過(guò)程中電解液在正極表面