功能化離子液體的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)鋰離子電池有機(jī)電解液有揮發(fā)、易燃等缺點(diǎn)，給鋰離子電池帶來(lái)安全性能上的隱患。離子液體液體具有不揮發(fā)、不易燃的優(yōu)點(diǎn)，且在一定溫度范圍內(nèi)，電導(dǎo)率較高。功能化離子液體是在離子液體的基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過(guò)引入功能化基團(tuán)改造離子液體的相關(guān)性能，本文從功能化離子液體電解質(zhì)及功能化離子液體凝膠聚合物電解質(zhì)的物理化學(xué)性能及其與電極材料的相容性等方面研究了其作為鋰離子電池電解質(zhì)的可能性。
　　制備了兩種離子液體N-甲基-N-乙酸甲酯基哌啶雙三氟甲磺酰亞

2、胺(PPO2TFSI)和N-甲基-N-烯丙基吡咯雙三氟甲磺酰亞胺(PyrMeATFSI)，PPO2TFSI和PyrMeATFSI都具有較寬的電化學(xué)窗口，即有較好的電化學(xué)穩(wěn)定性，電化學(xué)窗口均大于4.5V，分別為5.8V和5.0V。對(duì)電化學(xué)窗口的分析說(shuō)明，離子液體PPO2TFSI和PyrMeATFSI可以應(yīng)用于鋰離子電池中。其熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)于有機(jī)電解液，室溫離子電導(dǎo)率達(dá)到10-4數(shù)量級(jí)，電解液PPO2TFSI+0.1mol/L LiTFSI和電

3、解液PyrMeATFSI+0.8mol/L LiTFSI具有較高的tLi+，分別為0.56和0.72。
　　LiFePO4正極在電解液PPO2TFSI+0.1mol/L LiTFSI中的循環(huán)伏安曲線(xiàn)對(duì)稱(chēng)性好，LiFePO4在該電解液中表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能，20個(gè)循環(huán)，電池容量基本沒(méi)有衰減，在110mAh·g-1左右，除首次庫(kù)侖效率較低為92.4％，庫(kù)侖效率一直保持在100%附近。
　　LiFePO4在電解液PyrMeATFS

4、I+0.8mol/L LiTFSI中的循環(huán)性能比較好，經(jīng)過(guò)20次循環(huán)后其容量幾乎無(wú)衰減，一直為110mAh·g-1左右。首次庫(kù)侖效率較低，為87%，經(jīng)多次循環(huán)后，庫(kù)侖效率則接近100%。
　　進(jìn)一步制備了離子液體凝膠聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于常用電極材料。正極材料LiFePO4在離子液體凝膠聚合物電解質(zhì)中表出了良好的循環(huán)性能：室溫0.1C倍率下，LiFePO4的首次充電比容量均能達(dá)到100mAh·g-1以上，放電庫(kù)侖效率在80%左右；20