硅烷作為鋰離子電池電解液添加劑的研究.pdf

1、由于良好的循環(huán)性能、高電壓、高能量密度、長循環(huán)壽命、低自放電性能,鋰離子電池成為新型能源之一。電解質溶液是鋰離子電池的重要組成部分。目前商業(yè)化鋰離子電池普遍采用以LiPF6為電解質鋰鹽的二元或三元EC基電解液(混合DMC、EMC、DEC等溶劑),其主要缺點為熔點較高,低溫使用范圍有限,安全性能較差。解決方法之一是在電解液中加入一定量的添加劑。根據(jù)文獻報道,5％體積/質量比的電解液添加劑即可有效提高電池體系的電化學性能,是一種經濟可行的方

2、法。
　　 本論文第一部分的研究提出一種新型負極成膜添加劑PTMS,此添加劑在負極先于PC還原,形成了一層SEI保護膜,有效抑制了PC的共插入。采用循環(huán)伏安法、恒電流充放電、傅立葉紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)以及X射線光電子能譜(XPS)研究了PC基電解液中負極成膜添加劑的行為以及對電極界面和電池性能的影響,得出以下結論:
　　 1.PTMS添加含量在10％V/V左右時,能夠有效抑制PC共插入,形成有效的SE

3、I保護膜。首次充放電容量達到323mAh/g,庫倫效率大約為68％。
　　 2.根據(jù)XPS分析,可以發(fā)現(xiàn)SEI膜含有的主要元素為Si、O、C,其中Si元素主要以Si-O-Si、Si-Ox及C-Si-O形式存在。從FTIR可以看出,SEI組成與PTMS類似。另外,SEM圖上可以明顯看到SEI膜的存在。因此推測,PTMS是SEI膜的主要組成成分之一。其詳細的機理有待進一步研究。
　　 第二部分的研究是基于對鋰離子電池安全性能