鋰離子電池高安全電解液系統(tǒng)的研究與應用.pdf

1、電解液在鋰離子電池中具有重要作用,決定著著電池的使用壽命、工作溫度范圍以及使用安全等。降低電解液的蒸氣壓、提高電解液的阻燃性有助于提高電池的安全性能。相對于鏈狀碳酸酯,環(huán)狀碳酸酯具有介電常數(shù)大與不易燃等優(yōu)點,因而提高電解液中環(huán)狀碳酸酯含量能夠降低電解液的可燃性。離子液體具有不易燃、蒸氣壓低、電化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點,成為在鋰離子電池中應用的研究熱點。
　　本文結合了環(huán)狀碳酸酯溶劑PC(碳酸丙烯酯)與離子液體各自的優(yōu)缺點,聯(lián)系鋰鹽在鋰離

2、子電池中的作用,以提高電解液的安全為切入點。首先,討論了PC在鋰離子電池應用中所面臨的問題,通過對問題出現(xiàn)的機理的分析討論,提出了解決方案,并系統(tǒng)研究了鋰鹽、離子液體、溶劑的加入對PC分解的抑制規(guī)律。然后,研究了鋰鹽濃度對電解液的燃燒性質(zhì)以及對LiFePO4半電池和石墨半電池常溫和高溫下充放電的影響。以前期的實驗為基礎,通過優(yōu)化PC溶劑、離子液體、鏈狀碳酸酯的使用比例得到的電解液,滿足全電池長期充放電的需求。最后,進行了由TFSI-、F

3、SI-陰離子組成的離子液體和鋰鹽對鋁箔的腐蝕情況的對比實驗,分析了鋁箔的腐蝕程度與有機溶劑以及離子液體中腐蝕成分濃度的關系。
　　實驗驗證了使用PC為主要溶劑,加入離子液體、提高鋰鹽濃度可以明顯降低電解液的可燃性,有利于抑制電解液中腐蝕成分對鋁箔的腐蝕,提高在高溫條件下鋁箔的穩(wěn)定性,結合對鋰離子電池的電化學性質(zhì)測試,得到高閃燃點溶劑中鋰鹽的最佳使用濃度。通過研究和對比,發(fā)現(xiàn)使用以PC為主要溶劑的高閃燃點溶劑體系具有很好的應用前景和