新型鋰鹽LiBOB電解質(zhì)溶液的熱力學(xué)及電化學(xué)研究.pdf

1、目前，世界對電動汽車的關(guān)注把各國都帶入了研發(fā)車用鋰動力電池的高潮。我國對電動汽車產(chǎn)業(yè)及動力電池的發(fā)展也非常重視，從“十五”至“十三五”計劃相關(guān)研究均被列為重大科技項目規(guī)劃。作為鋰離子電池的四要素（電解液、正負極材料及隔膜）之一的電解液，在我國其相關(guān)研究和開發(fā)遠不如正負極材料受到重視。電解液是鋰離子電池中提供鋰離子通行的橋梁，承擔(dān)著正負極之間輸送離子傳導(dǎo)電流的作用，對電池的比容量、工作溫度范圍、循環(huán)效率及安全性能等都起著至關(guān)重要的作用。隨

2、著鋰動力電池在電池行業(yè)中所占市場份額的增大，傳統(tǒng)的電解液暴露出越來越多的缺點和不足，越來越不能滿足人們對電動汽車動力型電池高功率、高安全、高環(huán)保等綜合性能的期望和要求。因此，開發(fā)新型鋰鹽，加強電解質(zhì)溶液新體系及相關(guān)溶液熱力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)研究顯得非常必要。
　　本論文基于開展新型鋰鹽LiBOB電解質(zhì)溶液體系熱力學(xué)及電化學(xué)研究工作，采用粘度、密度、電導(dǎo)率等物化性質(zhì)測量手段對LiBOB鋰鹽在不同非水溶劑中溶解效應(yīng)、分子締合及離子遷移等行為

3、進行了仔細的研究，并在此基礎(chǔ)上組裝模擬電池對其實際應(yīng)用性能也進行了探索研究。主要研究結(jié)果如下：
　　1、測量了雙草酸硼酸鋰在六種不同有機溶劑（DMF，四氫呋喃，乙腈，γ-丁內(nèi)酯，二甲亞砜，碳酸乙稀酯）中的溶解度，溫度范圍為293.1K-363.15 K。將所測量的溶解度結(jié)果計算并用Apelblat方程擬合，計算了溶液的一些熱力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明隨著溫度的升高，LiBOB在有機溶劑中的溶解度都是逐漸減小的，且溶解度從大到小的順序：DM

4、SO> DMF> GBL>ACN> THF>PC。
　　2、精確測量了雙草酸硼酸鋰在二甲亞砜、GBL和N,N-二甲基甲酰胺中的粘度、密度和電導(dǎo)率數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)計算了熱力學(xué)膨脹系數(shù)和粘度B系數(shù)等參數(shù)。結(jié)果表明， LiBOB在DMSO、GBL和DMF溶液中的粘度、密度和電導(dǎo)率數(shù)據(jù)均隨著溫度升高而逐漸增大。在溶液里隨著LiBOB含量的增加，電解液的密度和粘度數(shù)據(jù)逐漸增大，但是電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)逐漸增大至到LiBOB在溶液中的濃度達到0.7

5、mol.L-1時基于穩(wěn)定。
　　3、將配制好的電解質(zhì)溶液：LiBOB+ACN+GBL、LiBOB+ GBL和商用電解液分別組裝成紐扣電池進行測試。結(jié)果表明，混合溶劑的電解液性能優(yōu)于單一溶劑的電解液，與商業(yè)電解液相比在低倍率下新型鋰鹽電解液沒有明顯的優(yōu)勢但是在高倍率下和多次充放電之后LiBOB電解液優(yōu)于傳統(tǒng)鋰鹽的電解液。
　　這些研究結(jié)果會直接增進人們對LiBOB電解質(zhì)溶液新體系中微觀熱力學(xué)行為及電解質(zhì)溶液微觀結(jié)構(gòu)等溶液化學(xué)基