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目前,锂离子电池(LIBs)凭借其高能量密度,高放电平台和长循环寿命已广泛应用于众多领域,锂离子电池在手机、笔记本电脑、数码产品等电子通讯产品中得到广泛应用并占据了主导地位。锂电池现使用电解质多为液体状态的有机电解质,它在较高电压下会持续氧化分解,从而引起正极中过渡金属的溶解,加速电池比容量的衰减。本文从提高电解液在高电压下的稳定性入手,通过电解液溶剂及添加剂的选择,使其在4.35 V和5 V以上的高电压下也正常工作而不发生分解。首先,在商业化的由EC、EMC、DEC和LiPF6组成的基础电解液体系中,分别加入Y-丁内酯(GBL)和戊二腈(GLN)、1%和2%的氟代碳酸乙烯酯(FEC)作为添加剂,改善基础电解液体系在高电压下的性能。研究结果表明,由于Y-丁内酯(GBL)作为电解液添加剂,能在LiNi0.5Mn1.5O4表面优先氧化分解形成一层稳定的保护膜,有效阻止了电解液的不断氧化分解,能够改善基于LiNi0.5Mn1.504正极的锂离子电池的性能;而戊二腈(GLN)虽然有一个较宽的电化学窗口,能维持电池在低倍率下的循环稳定性,但它与低电位的Li负极间的兼容性随着电流密度的增加而变差,严重影响了LiNi0.5Mn1.504正极材料性能的发挥。另外本文还研究了 1%和2%氟代碳酸乙烯酯(FEC)对LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)电化学性能的影响,实验结果表明:FEC显著提高了 LiNi0.5Mn1.504的循环性能和比容量。150圈后,1%FEC作为电解液的半电池比容量为106.7 mA h g-1,容量保持率为91.1%。2%FEC作为电解液的半电池比容量为113.5 mAh g-1,容量保持率为96.2%。并且,2%FEC体系能够在2 C倍率下维持105.7 mAh g-1的比容量。而只含有基础电解液的LiNi0.5Mn1.5O4/Li半电池,1 C循环150圈后比容量仅为91.3 mAh g-1,容量保持率为82.3%。测试研究表明:FEC的优先氧化有利于形成高导电性能的膜,该膜由少量低电导率的物质组成。另外,2%FEC比1%FEC更有利于形成一层均一且致密的膜。