高温锂离子电池用混盐电解液体系

正极电解质相界面(CEI)膜会影响锂离子电池的高温性能。商用电解液在高温下的热稳定性差,形成的CEI膜不够稳定,易导致电池失效。以热稳定性及成膜性能良好的双三氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)为锂盐,EC+EMC(体积比3∶7)为溶剂,构建电解液体系,考察制备的LiCoO₂/Li半电池的电化学性能。在70℃下,LiCoO₂/Li半电池在0.5 mol/L LiTFSI+0.5 mol/L LiODFB基电解液体系下,以1.0 C在2.7～4.2 V循环,首次放电比容量为131.2 mAh/g,循环100次的容量保持率为90.8%。这得益于电解液体系生成了均匀、致密且具有良好离子电导率的CEI膜。     

FEC对不同混盐电解液体系的影响

少量添加剂的使用，可以改善锂离子电池的低温性能。采用不同锂盐[四氟硼酸锂(LiBF₄)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)]及添加剂[氟代碳酸乙烯酯(FEC)],与溶剂EC+PC+EMC+EA(体积比1∶1∶1∶2)构建电解液体系，对LiCoO₂/Li半电池进行测试，考察电池的首次充放电、倍率及循环性能，循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)、SEM和X射线光电子能谱(XPS)等。FEC最佳加入量为3%(质量分数)。在-20℃下，0.5 mol/L LiBF₄+0.5 mol/L LiODFB/PC+EC+EMC+EA+3%FEC体系组装的电池，以0.1 C在2.7～4.2 V循环50次后，放电比容量为113.5 mAh/g,容量保持率为96.34%,高于未添加FEC电解液组装的电池。添加一定量FEC,有利于提高该电解液体系电池的放电比容量及低温下的循环稳定性。     

混合锂盐LiTFSI-LiODFB基电解液的高温性能

研究双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)混合锂盐电解液用于磷酸铁锂(LiFePO_4)锂离子电池时的高温60℃性能,用SEM和X射线光电子能谱(XPS)研究高温60℃下LiTFSI基电解液对铝箔的腐蚀及LiODFB的防腐蚀机理。在高温60℃下,LiODFB的加入能减少LiTFSI基电解液对铝箔的腐蚀;当LiTFSI与LiODFB物质的量比为4∶6时,混盐基电解液电池以1 C在2.5~4.2 V充放电,第80次循环的放电容量保持率为99.7%,优于商业化六氟磷酸锂(LiPF_6)基电解液电池的58.6%。     

高比能磷酸铁锂电池电解液浸润性能改善研究

磷酸铁锂电池理论比容量较低,通过提高电极材料的压实密度、面密度等来提高其能量密度,对电解液的浸润性提出了更高要求。针对高比能磷酸铁锂电解液体系进行研究,包括溶剂体系、锂盐含量和浸润型添加剂,采用电导率/粘度对比、定量滴定和电池评价等方法。结果表明,采用溶剂体系比例为w(EC):w(EMC):w(DMC)=25:45:30,LiPF_6含量为1 mol/L,浸润添加剂FB含量2%、FS001含量0.01%,成膜添加剂VC含量1%组成的电解液方案在高比能磷酸铁锂电池上表现出优异的浸润性能和电化学性能。     

锂电池宽温度范围电解液研究现状

综述了锂离子电池适用于宽温度范围电解液的研究现状和发展前景。总结了前人在新型锂盐的开发和研究、溶剂体系的改善、添加剂的引入等方面做出的努力,提出了从寻找能替代Li PF6的锂盐以提高电池的高温性能,研究新的溶剂组合和新型低熔点溶剂以提升电池的低温性能,再结合其他添加剂改善电解液与电极界面性能来拓宽锂离子电池应用的温度范围的研究思路。     

新型锂盐二氟草酸硼酸锂的研究进展

二氟草酸硼酸锂(LiODFB)是一种很有发展潜质的新型锂盐电解质,在锂离子电池领域具有广阔的应用前景。介绍了LiODFB的结构、基本特性以及制备方法,综述了基于LiODFB的电解液和锂离子电池的性能。     

新型锂盐——二氟草酸硼酸锂

介绍了二氟草酸硼酸锂(LiODFB)的基本特性.LiODFB作为锂盐用于电解液中,对不同正极和石墨负极有良好的相容性,能显著提高电池的高、低温性能.综述了LiODFB在锂离子电池中的应用情况.     

LiBF_4/LiODFB混合盐电解液的低温性能

研究四氟硼酸锂(LiBF_4)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)混合锂盐电解液用于磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池时的低温-20℃性能。探讨电导率与电解液组成、温度的关系;通过循环伏安、充放电、倍率性能及电化学阻抗谱(EIS)测试,比较不同电解液体系中LiFePO_4正极在25℃和-20℃的放电比容量、循环稳定性等。在25℃和-20℃下于2.5~4.2 V充放电,LiFePO_4电极在LiBF_4/Li ODFB基电解液体系中的电化学性能较好:在25℃时以1.0 C倍率充放电,混合盐基电解液电池的首次放电比容量为140 m Ah/g,优于六氟磷酸锂(Li PF6)基电解液的130.5 m Ah/g;-20℃时0.1 C倍率下,首次放电比容量为101.7 m Ah/g,100次循环的容量保持率为86.62%,优于Li PF6基电解液的97.4 m Ah/g和60.57%。     

锂离子蓄电池电解液研究进展

锂离子蓄电池电解液及其添加剂的研究日益受到研究者的重视。电解液作为锂离子蓄电池重要组成部分对电池性能影响很大。综述了现阶段锂离子蓄电池电解液的溶剂、锂盐、低温性能以及热稳定性方面的研究状况。添加剂是有效改善锂离子蓄电池电解液性能的手段,概述了目前添加剂几个主要方面———SEI成膜添加剂、电导率提高添加剂、电池安全保护添加剂的研究进展。     

双氟磺酰亚胺锂对三元材料锂离子电池性能的影响

为了研究LiFSI对三元材料锂离子电池性能的改善作用,测试了0.8mol/L LiPF_6+0.2mol/L LiFSI/(EC/EMC/DMC)和1.0mol/L LiPF_6/(EC/EMC/DMC)在不同温度下的黏度和电导率,并研究了应用这两种电解液的三元材料/石墨电池的低温放电性能、循环性能、倍率性能和安全性能。研究结果表明:LiFSI可以有效降低电解液的黏度、提高电解液的电导率;与LiPF_6基电解液相比,应用LiPF_6/LiFSI基电解液的三元电池-20℃低温放电容量保持率提高了11%,5C倍率放电容量提高了3%,100周循环容量保持率从83.4%提高到93.8%,并且显著改善了电池的针刺安全性能。     

15-冠醚-5用作电解液低温添加剂的综述

向电解液加入低温添加剂可改善锂离子电池的低温性能。当温度降低(如-20℃以下)导致电解液大量凝固或锂盐析出时，电池的阻抗会急剧上升。综述15-冠醚-5作低温添加剂改进低温性能的因素：与Li⁺的特定溶剂化，有利于形成光滑致密的固体电解质相界面膜；可提高锂盐在低温下的溶解度和电离度；熔点为-40℃,可降低电解液的凝固温度。     

成膜添加剂对硅碳体系高温性能的影响

选用丙烯基-1,3-磺酸内酯(PST)与甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)作为硅碳负极体系电解液的添加剂,重点论证了两种添加剂对该体系高温性能的影响。采用DFT密度泛函理论计算了两种添加剂的成膜性,实验结果表明：丙烯基-1,3-磺酸内酯(PST)添加剂的使用具有更加优异的成膜性,使其具有相对添加剂甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)更优异的高温循环与存储性能。甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)的使用不利于高温循环性能的提升。但丙烯基-1,3-磺酸内酯(PST)与甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)添加的使用都可以降低电池的ACIR与DCIR的增长率,抑制电池的热膨胀率与冷膨胀率,提高电池的容量保持率与容量恢复率,显著提升硅碳体系电池的高温存储性能。     

二草酸硼酸锂对钛酸锂负极电池高温性能的影响

研究二草酸硼酸锂(LiBOB)作为成膜添加剂对钛酸锂(Li4Ti5O12)/LiNi1/4Co1/2Mn1/4O2电池高温性能的影响。通过循环伏安扫描、X射线光电子能谱分析,考察LiBOB在Li4Ti5O12负极上的成膜情况,用电化学交流阻抗谱考察膜的热稳定性。添加剂LiBOB在钛酸锂负极的还原电位为1.75 V(vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成固体电解质相界面(SEI)膜。该膜可降低电池的电荷转移阻抗,有利于提高电池的高温循环和高温储存性能。     

电解液对软包装锂锰电池过放电安全性的影响

软包装锂锰电池常用电解液配比溶剂为DME∶PC=1∶1,电解质LiClO_4为1 mol/L,该配方电解液在高温60℃条件下电池放电至0.2 V,储存3天后电池即出现胀气现象;常温下,电池放电至0.2 V,储存60天即出现胀气现象。在常规电解液配比中引入DOL可以有效地减缓锂锰电池过放电胀气的产生。采用溶剂配比为DME∶PC∶DOL=3∶3∶4,电池在高温60℃条件下放电至0.2 V,可储存30天;在常温下电池放电至0.2 V,可储存600天。     

锂离子电池电解质LiBC_2O_4F_2的合成与电化学性能

以草酸锂和三氟化硼乙醚溶液合成了草酸二氟硼酸锂(LiBC2O4F2),并用碳酸二甲酯溶剂进行萃取和重结晶对其提纯。LiBC2O4F2基电解液能钝化集流体铝箔,从而抑制了电解液溶剂的氧化。电化学测试结果表明:使用1.0mol/LLiBC2O4F2基电解液的LiMn2O4/Li电池首次放电比容量为110.2mAh/g,而使用1.0mol/LLiPF6基电解液时放电比容量为121.1mAh/g,但LiBC2O4F2基电解液的LiMn2O4/Li电池在室温和高温(60℃)的循环寿命比LiPF6基电解液好,且具有优良的低温放电性能。     

使用新型电解液的磷酸铁锂电池高低温性能

在某商用锂离子电池电解液(CE)中加入双草酸硼酸锂(Li BOB)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)制备了一种电解液(WY)。对使用WY电解液的18 Ah磷酸铁锂/石墨动力电池进行高低温电性能测试,并与使用CE电解液的同规格LiFePO_4电池高低温数据进行了对比。结果表明:与商用电解液相比,使用WY电解液的电池在25℃不同倍率下放电容量均高于商用电解液电池。WY电池在-20℃低温下0.1 C和0.2 C放电容量增加了16.0%和15.8%。WY电池-20℃与室温下的放电容量高于CE电池。在-40℃低温下,WY电池性能优于CE电池。在60℃高温下,使用WY电解液的电池性能优于使用CE电解液的电池性能。     

2,3-吡啶二羧酸酐用于高电压锂离子电池电解液

将2,3-吡啶二羧酸酐(PDA)作为功能型添加剂加入电解液中，可拓宽电解液的氧化还原窗口，并先于溶剂在正负极表面形成保护膜。添加2.0%PDA后，钴酸锂/石墨全电池在85℃下存储18 h,厚度膨胀率从37.0%降低至8.4%;45℃下，以1.0 C在3.0～4.5 V循环600次，容量保持率从58.3%提升至84.9%;在45℃浮充测试中，含2.0%添加剂的电池78 d后厚度膨胀率仅为9.7%。过多的PDA会导致负极阻抗显著增加，出现析锂现象。综合考虑常温和高温性能，PDA添加质量分数建议为1.0%。     

锂硫电池电解液研究进展

锂硫电池的理论比能量为2600Wh/kg,被认为是继锂离子电池后最接近商业化的高比能量二次电池体系。基于锂硫电池的液态反应类型,一方面,多硫离子的溶解不可避免且对锂硫电池十分必要,但另一方面,活性物质利用率低和循环性能差是制约锂硫电池发展的关键因素,这些都与所用电解液的组成等密切相关,从电解液的角度改善高比能量锂硫电池的性能显然更为有效。本文从溶剂、锂盐和添加剂的角度对近年来锂硫电池电解液的研发进展进行了总结。     

复合三元电池高温循环劣化分析

选用LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2(NCM)和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4(LMFP)复合正极材料,与石墨负极材料制成额定容量为38 Ah的2714891型电池,研究55℃下电池的循环性能,对影响循环性能的电解液和电极进行分析。负极容量衰减是高温循环性能衰减的主要因素,负极石墨比容量测试分析发现其容量损失占负极总损失的85.1%。石墨电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明:高温循环后,石墨表面脱嵌锂活性降低,电化学反应难度增大;扫描电子显微镜(SEM)与BET比表面积测试表明:石墨表面结构破坏,体相发生膨胀。石墨本征结构的变化,是负极劣化的主要因素。     

磷酸铁锂正极锂离子电池的高温循环性能

对磷酸铁锂(LiFePO4)正极锂离子电池的循环性能进行研究.电池以1C、100％放电深度(DOD)循环,在常温下的循环次数可达1 800次以上,而在60℃高温下只有200次左右.在高温下循环后,电池的内阻和厚度增幅大于常温时,说明高温会加速容量衰减.对高温循环失效的电池补加电解液,常温放电容量提高了约9.46％.电解液匮乏是电池高温循环性能变差的原因之一,但不是主要原因.