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1991年索尼将锂离子电池商业化之后,锂离子电池给人们的生活带来很大的便利,如手机、储能路灯和电动摩托车等。锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液等部件组成。其中正极材料最为关键,而商业化正极材料种类中,锰酸锂材料具有制造成本低、对环境污染少和安全系数高等特点,得到广泛使用。本论文探究了添加剂如亚乙烯碳酸酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、丁二腈(SN)、1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷(TCP)、双草酸硼酸锂(LiBOB)和二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)对池电性能的影响,重点探究添加剂TCP对全电池电化学性能的影响。物理性能测试结果表明,功能型添加剂TCP的粘度为0.79 mm2/s,小于环状碳酸酯(PC),略大于链状碳酸酯(DEC、DMC和EMC)和羧酸酯(EA、EP和PP)。当功能型添加剂TCP加入量增大时,电解液粘度(25℃)逐渐增大。添加剂TCP最佳加入量在0.5%2.0%范围内。三电极测试结果表明,添加剂VC在4.3 V左右发生分解反应;添加剂PS、MMDS、SN和TCP在5.3 V左右开始分解;添加剂LiBOB和LiDFOB在5.3 V左右开始发生剧烈的分解反应,当电压达到6.0 V的时候,出现一个平缓的电流平台,电流几乎不增大,说明添加剂LiBOB和LiDFOB在铂丝表面形成一层保护膜,抑制电解液在铂丝表面进一步发生氧化分解。交流阻抗测试结果表明,添加剂LiDFOB和FEC降低石墨界面交流阻抗,其他添加剂如VC、PS、MMDS、LiBOB、SN和TCP增大石墨界面交流阻抗;添加剂VC增大锰酸锂材料表面交流阻抗,添加剂PS、FEC、MMDS、LiBOB、SN、TCP、LiBOB和LiDFOB降低锰酸锂材料表面交流阻抗。进一步探究添加剂(VC、PS、FEC、MMDS、LiBOB、LiDFOB、SN和TCP)在锰酸锂材料体系中的电化学性能表明,添加剂TCP能够提高全电池室温循环和45℃循环性能。分析原因得出,TCP端腈基与锰酸锂正极材料中溶出的二价锰离子(Mn2+)进行络合,减少二价锰离子(Mn2+)在负极界面的沉积和抑制二价锰离子(Mn2+)对电解液的催化分解。总之,从物理性能和电性能实验结果得出,功能型添加剂TCP的最佳加入量为0.5%2.0%,在该添加量的情况下,功能型添加剂TCP既不影响电解液的粘度,又可以明显改善电池在25℃和45℃下的循环性能,同时对电池低温放电性能没有明显的影响,是一种较好的电解液添加剂。