高压锂离子电池电解液正极成膜功能添加剂的研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gsxs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂离子电池由于具有比能量高、工作电压高、循环寿命长等优点,已被广泛应用于移动电子设备。然而,锂离子电池更大规模的应用还有赖于其能量密度的进一步提高。提高锂离子电池能量密度的方法有很多,其中一种便是提高其工作电压。然而,传统的电解液在高压材料上不稳定,易发生氧化分解,影响电池电化学性能及其安全性。因此,提高电解液与高压正极材料的适配性是锂离子电池发展的迫切需求。本文的目的是研究正极成膜功能添加剂对高压正极材料电化学性能的影响及其作用机理,便于高压正极材料的应用。  在第三章中,提出一种新的功能分子——二甲氧基苯基膦(DMPP)作为高压材料正极成膜添加剂。该添加剂对LiNi0.5Mn1.5O4的首次充放电效率,在高温下的循环稳定性和循环寿命有显著的改善作用。在50℃、1C条件下进行充放电循环100圈,LiNi0.5Mn1.5O4在标准电解液(1.0 M LiPF6-EC/DMC(1/2, v/v))中容量保持率仅为42%,而在添加了0.5% DMPP的电解液中保持率提高到91%。对DMPP在电极表面的分解机理和产物用理论计算、伏安分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和红外光谱进行探讨,研究结果表明,DMPP在首次充电过程中能够先于电解液氧化分解,在正极表面形成一个钝化层,有效抑制了电解液的分解,保护正极材料结构免于破坏,从而提高LiNi0.5Mn1.5O4的循环稳定性及寿命。  在第四章中,研究了三(三甲基硅基)亚磷酸酯(TMSPi)对高压正极材料电化学性能的影响及其作用机理。通过添加0.5%的TMSPi于标准电解液(1.0MLiPF6-EC/DMC(1/2,v/v))中,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O24.5 V下的循环稳定性和倍率性能显著提高。0.5 C(1 C=160 mAg-1)倍率下循环100圈后,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的容量保持率从75.2%提高到91.2%。5C下容量由122.4 mAh g-1提高到了134.4mAh g-1。电化学测试和表面分析表征表明,这是由于TMSPi先于电解液在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面形成正极SEI膜,抑制了电解液的分解和过渡金属的溶出,从而提高了其循环性能。  在第五章中,研究了二甲氧基二苯基硅烷(DDS)对高电压正极材料的电化学性能的影响。在25℃下0.5 C循环100圈,添加了1% DDS的Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池的容量保持率由93.2%提高到了97%。电化学测试和表面分析表征表明,DDS能够在正极表面电化学氧化分解,参与正极表面膜的形成,抑制了电解液的持续分解,从而提高了Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池的电化学性能。
其他文献
该工作研究了导电聚合物修饰碳材料作为储能器件电极材料结构与性能之间的关系.分别考察了经聚丙烯酸锂接枝改性天然气焦炭和聚苯胺修饰活性炭作为锂离子电池负极和电容器极
该文从形成囊泡的新型的氟碳型表面活性剂的合成与表征;氟碳型表面活性剂的表面性能及形成囊泡的稳定性以及囊泡包覆性能等三方面开发了研究.在NHCl,HO,APFO三组分相图中,在
该论文包括防己科植物蝙蝠葛(Menispermum dauricum DC.)化学成分的研究和药理活性的初步筛选,以及对一种具有促智活性天然产物A-1及其结构改造的研究.1.蝙蝠葛化学成分和生
1、该文详细介绍了柴油低温流动性改进剂的应用背景、国内外研究与发展概况、商品种类、作用机理、感受性和评价方法及制备方法.2、该文合成出了一系列不同类型的低温流动性
该文研究了几种新的核酸荧光探针,建立了几种新测定核酸的荧光分析方法.这些新的核酸测定方法灵敏、简单、快速、安全.这几种新的核酸荧光探针有基于荧光增强效应的,如小檗碱
该学位论文主要研究了噁唑胡烷手性催化剂和氨基酸修饰的硼氢化钠对芳香酮的不对称还原以及光学活性1-(间氯苯基)-2-氯乙醇的制备.论文第一章主要综述了芳香酮的不对称还原的
为开发具有潜在应用价值的新型无机-有机功能材料,该论文以钒化合物为主体研究上具有过渡金属络合物柱撑的钒-氧化合物,具有开放骨架结构的磷-钒化合物和具有新颖结构的硼-矾
纳米材料由于具有许多普通材料所不具备的性能,因而受到广泛的重视.纳米氧化钛材料因其具有重要的光电,催化等性能而受到人们的深入研究.作者从纳米级氧化钛膜出发,通过与其
青蒿素是从传统中草药黄花蒿中分离得到的高效、低毒、对抗药性疟疾有效的抗疟药物.在长期的研究和临床使用过程中,青蒿素衍生物显示了包括抗肿瘤活性在内的其它生物活性.为
纳滤膜因其操作压力低,具有纳米级的孔径,对分子量为数百的物料和多价离子盐有独特的分离功效,近年来成为分离膜领域研究的热点。本文分别以PES、PI为膜材料,以NMP为溶剂,引入丙酮、正丙醇、异丙醇和PVP做添加剂,利用浸没沉淀相转化法制备PES、PI纳滤膜和PES/PI合金纳滤膜。研究了铸膜液组成以及工艺条件对膜性能的影响规律。结果发现,铸膜液中聚合物浓度的增加一定程度上提高了膜对PEG1000的截