離子液體在鋰離子電池電解質(zhì)中的應(yīng)用.pdf

1、鋰離子電池是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的綠色高能電池，以其能量密度高、充放電壽命長(zhǎng)、工作電壓高、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)異性能而被廣泛應(yīng)用。電解質(zhì)是鋰離子電池的重要組成部分，很大程度上決定了電池性能的好壞。目前，市場(chǎng)上商品化的鋰離子電池電解質(zhì)主要由鋰鹽 LiPF6和碳酸酯類有機(jī)溶劑組成，LiPF6對(duì)水非常敏感，遇痕量水即可發(fā)生分解，產(chǎn)生的HF具有腐蝕性，縮短電池使用壽命。而碳酸酯類有機(jī)溶劑易燃、易爆、易揮發(fā)，在高功率密度下存在著嚴(yán)重的安全隱患，因此，需

2、要研發(fā)一種新型電解液體系加以取代。由于離子液體無(wú)揮發(fā)性、不可燃、電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用到鋰離子電池電解質(zhì)中進(jìn)行研究。本文針對(duì)傳統(tǒng)碳酸酯類有機(jī)體系加以改善，使用離子液體1-乙基-1-甲基哌啶二（三氟甲基磺酰）亞胺鹽（EMP-TFSI），與傳統(tǒng)碳酸酯類有機(jī)溶劑混合，配制了LiTFSI鋰鹽電解液。除此之外，由于砜類（SL）溶劑高的陽(yáng)極穩(wěn)定性，配制了一種新型高壓電解液體系。對(duì)兩種電解液體系進(jìn)行電化學(xué)性能研究。
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3、、首先研究了鋰鹽濃度一定時(shí)，離子液體含量多少對(duì)兩體系的電化學(xué)性能影響，進(jìn)行了燃燒性能、熱穩(wěn)定性能、電導(dǎo)率等一系列測(cè)試，結(jié)果表明當(dāng)離子液體含量為50wt％時(shí)，混合電解液體系表現(xiàn)出較好的物理化學(xué)性能和電化學(xué)性能。
　　2、根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取50wt%含量的離子液體與有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，配制不同鋰鹽濃度的混合電解液體系，并進(jìn)行電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定性等測(cè)試。對(duì)于EC/DEC體系，離子液體的加入，提高了電解液的陽(yáng)極氧化電位，使混合電解液應(yīng)用

4、到高壓正極材料中成為可能。對(duì) EC/DEC和 SL/DEC兩個(gè)體系而言，離子液體加入后，低溫下的電導(dǎo)率值高于不含離子液體的電解液體系，電解液的低溫性能得到改善。
　　3、由于 LiPF6遇水敏感，且易分解，研究了 LiPF6、LiTFSI、LiBOB三種鋰鹽應(yīng)用到碳酸酯類有機(jī)溶劑中電化學(xué)性能的優(yōu)劣，同時(shí)也將離子液體作為變量進(jìn)行比較。LiPF6的電化學(xué)窗口最寬，LiBOB的電導(dǎo)率值最高，LiTFSI的熱穩(wěn)定性能最好，鋰離子遷移數(shù)最高