碳酸甘油酯衍生物用于電解液添加劑的研究.pdf

1、電解液是決定電池品質(zhì)及成本的重要因素之一。目前，常用的鋰鹽LiPF6與溶劑有很高的反應(yīng)活性，溶劑又能誘導(dǎo)并加速LiPF6的分解:LiPF6→LiF+PF5，產(chǎn)生的PF5不僅與溶劑反應(yīng)，還會催化溶劑聚合，破壞已形成的SEI膜，使其具有較高的阻抗，破壞電池性能。而開發(fā)電解液添加劑來改善電池性能已成為二次鋰電池研究的熱點領(lǐng)域。
　　一些含羰基的化合物能通過-C=O與PF5的弱結(jié)合作用降低PF5的反應(yīng)活性。在充分調(diào)研常見線狀碳酸酯（DMC

2、、DEC和EMC等）和環(huán)狀碳酸酯（EC和PC）優(yōu)缺點，結(jié)合目前線型、環(huán)型碳酸酯混合溶劑廣泛使用的現(xiàn)狀，將線型和環(huán)型碳酸酯同時引入同一化合物分子中。本文設(shè)計并合成了兼具線狀和環(huán)狀碳酸酯結(jié)構(gòu)的雙（2，3-環(huán)碳酸甘油酯）碳酸酯、雙（2，3-環(huán)碳酸甘油酯）草酸酯以及四（2，3-環(huán)碳酸甘油酯）均苯四甲酸酯。采用TG-FTIR測試技術(shù)，研究了化合物的熱穩(wěn)定性;運用恒流充放電、交流阻抗(EIS)、循環(huán)伏安(CV)以及掃描電鏡(SEM)等電化學(xué)方式考查

3、了化合物對鋰離子電池性能的影響。具體結(jié)果如下:
　　(1)雙（2，3-環(huán)碳酸甘油酯）碳酸酯:通過TG-FTIR測試，該物質(zhì)在210℃出現(xiàn)分解;通過電化學(xué)測試，該化合物對電池的循環(huán)穩(wěn)定性影響不大，但是電池的初始容量以及首次庫倫效率明顯提升，電池阻抗增加值減小，尤其是化合物添加質(zhì)量比例為1％和2％的電解液。
　　(2)雙（2，3-環(huán)碳酸甘油酯）草酸酯:通過TG-FTIR測試，該物質(zhì)在275℃出現(xiàn)分解;通過電化學(xué)測試，電池的初始容

4、量及首效有所降低，CV曲線表明化合物先于溶劑降解形成了鈍化膜;該化合物改善了電池的循環(huán)穩(wěn)定性，電池阻抗增加值減小，尤其是加入0.5％草酸酯的電解液。
　　(3)四（2，3-環(huán)碳酸甘油酯）均苯四甲酸酯:通過TG-FTIR測試，該物質(zhì)在400℃出現(xiàn)明顯的重量損失;通過電化學(xué)測試，該化合物對循環(huán)穩(wěn)定性改善不太明顯，但顯著提高了電池的循環(huán)效率，尤其是添加質(zhì)量比例為0.7％和1.0％的電解液;電池循阻抗的增加值減小;該化合物先于有機溶劑降解