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由于环境污染及能源短缺,新能源得到迫切关注,寻求高性能的锂离子电池材料迫在眉睫。锂离子电池常用的负极材料石墨存在着倍率性能不好以及容易发生溶剂共嵌等问题,并且石墨的理论容量(374 m Ah/g)已经很难再有提升。因此本文研究如下内容:探究电解液体系对石墨电极在锂离子电池中性能的影响,探索电解液体系对硬碳电极在锂/钠离子电池中电化学性能的影响和电解液体系对Si/C负极电化学性能的影响。运用阻抗谱测试、循环伏安测试、充放电测试、扫描电子显微镜、透射电镜等测试手段得到的实验结果如下:(1)由电导率测试可得,1 mol/L Li PF6-EC:EMC(1:1)(体系1)的电导率比1 mol/L Li PF6-EC:EMC(3:7)(体系2)的电导率大,1 mol/L Li PF6-EC:DMC:EMC(1:1:1)(体系3)电导率比1 mol/L Li PF6-EC:DEC:EMC(3:4:3)(体系4)大,1 mol/L Li PF6-EC:DEC:DMC:EMC(1.5:1:1:1.5)(体系5)的电导率大于1 mol/L Li PF6-EC:DEC:DMC:EMC(2:1:1:2)(体系6)。由CV测试可得,石墨电极在六种电解液体系下的氧化还原分解过程一致。由充放电测试结果可知,石墨电极在体系1中的充放电容量大于在体系2中的充放电容量,在体系3中的充放电容量大于体系4,在体系5中的充放电容量大于体系6。由SEM可得,在放大图中,可以明显的看出,石墨负极在体系1中经过电化学循环后颗粒表面的棱纹比体系2多,这说明在体系1中,石墨颗粒表面覆盖的膜较薄。石墨在体系3中在表面存在的棱纹比在体系4中多,体系5比体系6多,由此可得相比于体系4和体系6,石墨在体系3和体系5中表面生成的SEI膜更薄。由EIS测试可得,石墨电极在体系1中的RSEI阻值小于体系2,在体系3中的RSEI阻值小于体系4,在体系5中的RSEI阻值小于体系6。(2)研究结果表明,在钠离子电池中,硬碳电极在1 mol/L Na Cl O4-EC+DEC+PC中比在1 mol/L Na Cl O4-EC+DEC中表现出的电化学性能更好。由SEM结果可知,硬碳电极在1 mol/L Na Cl O4-EC+DEC+PC中经过循环测试后仍使硬碳电极保留有块状结构,而在1 mol/L Na Cl O4-EC+DEC中,由于SEI膜太厚,以至于硬碳的块状结构模糊不清。EIS结果显示,在1 mol/L Na Cl O4-EC+DEC+PC中的RSEI阻值更小。在锂离子电池中,硬碳电极的电化学性能在添加1 vol%FEC提高最多。CV结果表明,FEC的添加对硬碳电极电解液的分解具有一定的影响,在未加入FEC时,硬碳电极存在三个还原峰,当添加1 vol%FEC时,在0.2 V的还原峰消失,但是随着FEC含量进一步增加,0.2 V的峰又出现。由SEM及阻抗谱图可知,在1mol/L Li PF6-EC+DEC+DMC+1 vol%FEC中得到的硬碳电极表面的SEI膜最光滑且RSEI阻值最小。(3)研究结果表明,Si/C负极在锂离子电池中的电化学性能添加1 vol%FEC时提高最多。CV结果表明,FEC的添加对Si/C电极电解液的分解具有一定的影响,在空白电解液中首周的成膜峰大概在0.5 V左右,当添加0.5 vol%FEC后,首周的成膜峰向高电位移至1.0 V左右,当添加1 vol%FEC时,同样在1.0 V左右开始生成SEI膜,且在此体系下,首周不可逆容量最低,随着FEC的继续增加,虽然首周成膜峰向高电位推移,但是不可逆容量太大。由SEM结果可知,经历过电化学扫描后加入1 vol%FEC生成的SEI膜最均匀,当FEC的添加量高达10 vol%FEC时,经过电化学扫描后,在Si/C负极表面生成的SEI膜有裂纹产生。由阻抗谱测试结果可知,加入1 vol%FEC后的RSEI的阻值最小,由此可以说明,再加入1 vol%FEC后,在Si/C负极表面生成的SEI膜最薄。