動(dòng)力鋰離子電池用鋰鹽LiBOB和正極材料性能的初步研究.pdf

1、采用溶液澆鑄法制備了以聚氧化乙烯PEO為基體、雙乙二酸硼酸鋰LiBOB為導(dǎo)電鹽的聚合物電解質(zhì)膜LBOB-(PEO)n，通過差熱分析、電化學(xué)阻抗譜和計(jì)時(shí)電流等方法對其進(jìn)行測試，研究了聚合物電解質(zhì)膜LiBOB-(PEO)n的性能、新型鋰鹽LiBOB的電導(dǎo)率和遷移數(shù)；通過恒電流充放電測試研究了以LiBOB為鋰鹽的電池的倍率性能和循環(huán)性能。分別以LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/302和LiFePO4材料為正極活性物質(zhì)，LiBOB

2、為電解液添加鹽，制備了4860110型鋰離子動(dòng)力電池，研究了不同正極材料對鋰離子動(dòng)力電池倍率性能和循環(huán)性能的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鋰鹽LiBOB具有良好的導(dǎo)電性能，LiBOB-(PEO)n聚合物電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率高于LiClO4.(PEO)n體系。隨著鋰鹽LiBOB濃度的增加，體系的電導(dǎo)率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)O/Li=16：1時(shí)，LiBOB-(PEO)n體系室溫下的電導(dǎo)率σ最高可達(dá)5.8×10-6S/cm，鋰離子遷移數(shù)f+為

3、0.39。溫度升高時(shí)，LiBOB'(PEO),體系的電導(dǎo)率也隨著增大，控溫范圍為30～80℃時(shí)，電導(dǎo)率可以從10-7S/cm上升至10-3S/cm，提高了四個(gè)數(shù)量級。 聚合物電解質(zhì)體系的結(jié)晶度隨著鋰鹽LiBOB摻入量的增加而減小。LiBOB的加入降低了PEO的熔融溫度，當(dāng)O/Li=16：1時(shí)，熔融溫度由純PEO的70℃降低為50℃。LiBOB能夠在石墨負(fù)極形成穩(wěn)定有效的SEI膜，0.25C倍率放電時(shí)電池具有較好的性能，50個(gè)循環(huán)

4、后容量保持率為91.20％；0.5C和1C倍率的放電容量有所衰減，但0.5C仍能保持較好的循環(huán)性能。 正極活性物質(zhì)對動(dòng)力鋰離子電池的倍率性能和循環(huán)性能有重要的影響。LiMn2O4-LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2混合正極材料比單純的LiMn2O4材料具有更好的倍率和循環(huán)性能。三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的含量增加，電池的循環(huán)穩(wěn)定性能提高。LiMn2O4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2以質(zhì)量比1:1

5、混合時(shí)，1C倍率100次循環(huán)后的容量保持率為96.71％；以3：1混合時(shí)，電池的倍率性能相對較好，1.5C倍率的容量保持率為97.74％，放電曲線平緩，放電平臺約為3.6V。 以LiFePO4為正極活性物質(zhì)時(shí)，小電流下電池的放電平臺非常平穩(wěn)；電池具有極好的循環(huán)性能。1C倍率充放電循環(huán)100次，容量保持率高達(dá)99.02％，但電池的放電容量較低為17.14Ah；1000次循環(huán)后放電容量仍有140.13Ah，容量保持率81.63％，循