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锂离子二次电池中,商用负极材料主要为石墨,对于不同类型的石墨,有其最适合(相容)的电解液,高容量、高压实系列石墨作为新型石墨负极材料,与之相容的电解液极少。本文针对两种商用石墨材料,选择不同功能添加剂,以商用电解液作为基底,配置电解液,采用循环伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)、恒流充放电等测试方法,配合X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等检测手段,研究了几种添加剂对电解液与石墨负极相容性的影响。研究内容及结果如下: (1)研究了硫酸酯类添加剂对电解液与石墨负极相容性的影响。利用Gaussian09量子化学计算软件计算得到所用有机溶剂及硫酸酯类添加剂的分子轨道特征,发现硫酸酯类添加剂具有良好的能级特征。测试结果表明:含硫酸乙烯酯(DTD)电解液与该石墨相容性最好,添加1 wt%DTD,能显著提高电池容量、改善循环性能,有效改善电池的高温性能,但电池大倍率放电性能变差。LiCoO2/石墨电池测试结果表明:所用硫酸酯类添加剂均能减少高温放置后的电池膨胀,防止电池胀气。SEI膜检测结果表明:石墨电极表面形成了一层均匀而稳定的SEI膜;DTD添加剂的加入,改变了SEI膜的成分。 (2)探索了含氟添加剂对电解液与石墨负极相容性的影响。利用Gaussian09量子化学计算软件计算得到含氟添加剂的分子轨道特征,并通过浸润性实验,筛选出电解液添加剂。测试结果表明:添加8 wt%对氟甲苯(FT)的电池具有最佳的电化学性能,循环50次后,电池容量几乎未衰减:首次放电容量360.6 mAh·g-1,50次后,放电容量为369.8 mAh·g-1,容量保持率为102.6%。未加添加剂的电池,首次放电容量347.6 mAh· g-1,50次循环后,容量仅为336 mAh·g-1,容量保持率为96.7%。添加FT后,能明显改善电池的倍率性能,但电池高温存储性能变差。SEI膜检测结果表明:石墨电极表面形成了一层均匀而稳定的SEI膜;FT的引入,有效改善SEI膜表面特征,改变了SEI膜成分比例。