新型電解質鹽草酸二氟硼酸鋰的制備與性能研究.pdf

1、草酸二氟硼酸鋰(LiODFB)的高低溫性能優(yōu)異、工作溫限寬、熱穩(wěn)定性好，已成為最有希望取代LiPF6的電解質鹽。本論文借助電化學工作站、拜特電池測試系統(tǒng)、X射線衍射儀、紅外光譜儀、核磁共振儀、微量水分儀及高低溫交變濕熱試驗箱等儀器和手段，對LiODFB的制備、提純與表征進行了系統(tǒng)研究，并對LiODFB及其配置的電解液(1 mol/L LiODFB EC+DMC+EMC=1∶1∶1)的理化性能進行了分析，研究了LiODFB電解液優(yōu)異的高低

2、溫性能，以及其與鈦酸鋰電極的相容性。得到以下主要結論:
　　 (1)以LiC2O4和BF3O(C2H5)2為原料，以DMC為溶劑，通過液固反應合成了LiODFB，副產(chǎn)物為LiBF4。測定了LiODFB和LiBF4在DMC中的溶解度，分別為7.77g和16.49g，采用重結晶的方法可有效分離LiODFB和LiBF4，獲得高純的LiODFB（純度＞99.9％）。LiODFB的熱分解溫度(247℃)明顯優(yōu)于LiPF6(200℃)。在2

3、5℃、50％濕度的環(huán)境中LiODFB水解緩慢。分別以暴露后的LiODFB和LiPF6樣品為電解質鹽配置電解液，制備的LiFePO4/G電池的放電容量和容量保持率均隨著暴露時間增加而變差。暴露2、3、4h時LiODFB電池容量保持率明顯優(yōu)于LiPF6電池。
　　 (2)LiODFB電解液的電導率在-20℃-0℃高于LiPF6電解液的電導率，在0℃-70℃則稍低。LiODFB電解液的熱穩(wěn)定性好，在250℃左右才會出現(xiàn)分解反應，而Li

4、PF6電解液在120℃開始分解。室溫條件下，LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2和LiMn2O4等電極材料在LiODFB電解液的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于LiPF6電解液。在-20-60℃下，LiODFB電解液及其對鋁箔的穩(wěn)定性均優(yōu)于LiPF6電解液。
　　 (3)低溫下，LiODFB電池循環(huán)伏安性能和首次充放性能均優(yōu)于LiPF6電池。LiODFB電池的具有良好的高溫循環(huán)性能，在60℃循環(huán)100次容量保持率為78％，而Li

5、PF6電池為35％。LiODFB電池會在石墨表面形成致密均勻的表面膜，而LiPF6電池的表面膜粗糙，且其分解產(chǎn)物HF會破壞SEI膜，降低電池性能。
　　 (4)室溫和60℃下，LTO/Li電池均具有良好的CV性能，電池首次充放性能相差不大。室溫下以LiFePO4/LTO為電極的LiPF6電池和LiODFB電池的的倍率性能基本一致，其循環(huán)性能相差不大，但是60℃下LiODFB電池容量保持率90.3％明顯大于LiPF6電池的74.7