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超高温(75℃)下锂离子电池电极材料中过渡金属的溶出及六氟磷酸锂(LiPF6)的分解都会加剧电池的容量衰减,因此超高温电解液体系开发成为当下的研究热点。本论文中通过改变双草酸硼酸锂(LiBOB)和四氟硼酸锂(LiBF4)的摩尔比及添加电解液添加剂的方式逐步优化适配于LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)的超高温电解液。主要研究内容如下:(1)配制不同摩尔比的混合锂盐基(LiBOB和LiBF4)超高温电解液,并采用高温性能稳定且对电解液高温性能影响较小的磷酸铁锂(LiFePO4,简写为LFP)及石墨为电极材料。LFP/Li及Li/石墨半电池在75℃下的电化学性能测试结果表明,当LiBOB和LiBF4摩尔比为6:1(记为电解液B)时,正、负极半电池在超高温下的循环稳定性及倍率性能最优且阻抗最小。扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X-射线光电子能谱(XPS)等表征结果表明:电解液B在正、负极材料表面都形成了比较薄且致密的界面膜,该界面膜的组成中含B-O化合物有利于提高界面膜的超高温稳定性。因此在不考虑材料本身对电池超高温电化学性能影响的前提下,电解液B为最优超高温电解液。(2)为研究超高温电解液B的应用普适性及改善高温下NCM523的Li+/Ni2+阳离子混排、过渡金属溶解,活性锂损失严重等缺点,通过向电解液B中添加电解液添加剂的方法进一步优化适配于NCM523的超高温电解液。添加三(三甲基硅烷)硼酸酯(TMSB)(记为B+TMSB)来减少LiBF4引入的少量HF及LiF;添加1,3-丙烯磺酸内脂(PES)(记为B+PES)减小电池界面阻抗和产气量。电化学性能测试表明,使用B+PES电解液的NCM523/Li及Li/石墨半电池在75℃下具有更加优异的循环性能和倍率性能。SEM、TEM、XPS及X-射线衍射(XRD)等分析表明添加剂PES不但可以降低电解液在高温下的分解和界面膜阻抗,而且可以抑制Li+/Ni2+阳离子混排和材料结构破坏。(3)将B+PES应用于NCM523/石墨全电池,以LiPF6-EC/DEC及电解液B作为对比电解液。电化学性能测试结果表明,使用电解液B+PES的全电池容量最高且高温存储后容量衰减和体积膨胀最小,且循环后阻抗最小,说明添加剂PES能够抑制产气并且提高界面稳定性。经过SEM、TEM、XRD及电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP)表征结果分析得出,电解液B+PES在正、负极表面形成致密光滑的保护膜抑制了电池阻抗增加,减小Li+/Ni2+阳离子混排、过渡金属溶解及活性锂损失,从而提高了电池的循环稳定性。通过优化锂盐比例和添加电解液添加剂构建了适配于NCM523的超高温电解液B+PES,不仅减小了NCM523过渡金属溶出、Li+/Ni2+阳离子混排、活性锂损失及电池的体积膨胀,还显著提高了其超高温循环稳定性。这将为以NCM523为正极材料的锂离子电池在超高温下的应用提供了研究思路。