亚硫酸丙烯酯对锂离子电池性能的影响

向电解液1 mol/L LiPF_6/EC+DMC+EMC中加入亚硫酸丙烯酯(PS),用循环伏安法研究在石墨电极上的电化学行为,并研究了PS对锂离子电池首次充放电效率、常温放电性能及循环性能的影响。电解液中加入PS,可促使石墨电极表面固体电解质相界面(SEI)膜的形成。加入PS虽然降低了电池的首次充放电效率和常温放电容量,但提高了循环稳定性;PS添加量为3.0%时,以500 mA在3.0~4.2 V循环200次,电池的容量保持率为99%,比不含PS的电池提高了8%。     

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。     

六氟磷酸锂浓度对锂离子电池性能的影响

配制不同浓度(0.8~2.2 mol/L)的Li PF6/EC+EMC+DMC(质量比1∶1∶1)电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电测试并结合Li+迁移数、电导率和黏度等参数的测试,研究锂盐浓度和电解液物化参数对电池倍率性能、循环性能的影响。电解液浓度为1.6~1.8 mol/L时,制得的锂离子电池倍率性能和循环性能最佳。电解液浓度为1.6 mol/L和1.8 mol/L的电池在3.65~2.00 V循环,20.0 C放电相对于0.5 C时的容量保持率分别为89.10%、91.1%;以1.0 C充电、10.0 C放电循环300次,容量保持率分别为56.22%、62.6%。     

锂离子电池电解液添加剂4-TB的性能研究

为了研究对三氟甲基苯腈(4-TB)作为高压锂离子电池电解液添加剂对电池性能的影响,制备了质量分数为0、0.5%、1%和2%的电解液1.0 mol/L LiPF_6/(EC+DMC+DEC)(体积比1∶1∶1),用LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4作为正极材料组装成扣式电池。对所得不同添加量的电解液进行电导率和线性伏安扫描测试(LSV),对电池进行电化学性能测试,并探讨了不同添加量对电池性能的影响。结果表明,添加量为1%时,电池具有最好的倍率性能和循环稳定性。     

商品化锂离子电池的电化学特性

从电池的活化、内部阻抗、充放电特性、循环寿命、自放电等几方面研究了商品化锂离子电池的主要电化学特性及其制造工艺的关系。电池活化降低电池的内阻;导电剂及其粒径大小影响电池内阻与循环性能;负极材料中间相炭微球提高了正极活性物质的容量发挥,石墨改善了电池循环性能;1mol/LLiPF6/EC+DMC+EMC(2∶2∶1,体积比)电解液体系的锂离子电池显示了良好的循环性能。电池体积愈大,容量愈高,1C倍率循环时电池的容量衰减愈快。     

γ-丁内酯基电解液中Li2CO3添加剂的电化学行为

研究了固体添加剂Li2CO3用于锂离子电池"-丁内酯基(GBL)电解液时的电化学行为。发现Li2CO3提高了石墨电极的首次放电容量和循环性能。采用1mol/LLiPF6/(EC DMC GBL)(体积比为4∶4∶3) 0.05mol/LLi2CO3电解液的软包装锂离子电池,首次放电比容量为142.6mAh/g、1C循环200次后的比容量保持率为88.6%。以交流阻抗法和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)方法分析了Li2CO3对SEI膜的影响,结果表明,Li2CO3添加剂促进了SEI膜的形成,降低了SEI膜的阻抗,减少了GBL基电解液的分解,增大了SEI膜中Li2CO3的含量。     

LiPF_6/LiFSI混合盐在高功率锂离子电池中的应用

将传统锂盐六氟磷酸锂(LiPF_6)与新型锂盐双氟代磺酰亚胺锂(LiFSI)混合作为高功率锂离子电池电解液的导电锂盐,可充分发挥LiFSI离子导电性好、不易水解的优势,相比传统的LiPF_6电解液,混合锂盐电解液应具有更好的功率特性和化学稳定性。利用恒电位极化法、循环伏安法及交流阻抗谱等电化学测试手段,详细研究了(LiPF_6/LiFSI)/(EC+DMC+EMC)(质量比1∶1∶1)电解液在以LiFePO_4为正极的锂离子电池中的电化学性能。结果表明,适量LiFSI的加入能明显提高电解液的电导率和Li+迁移数,改善LiFePO_4电极Li+嵌入/脱出反应的可逆性并降低电极界面阻抗。18650型全电池的倍率放电结果表明,在大倍率放电情况下,混合盐电解液表现出明显优于纯LiPF_6电解液的性能。     

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。     

4-甲基亚硫酸乙烯酯对锂离子电池性能的影响

在电解液中加入适量的添加剂,是改善锂离子电池性能的一种有效方法。研究了4-甲基亚硫酸乙烯酯(4-MDO)对锂离子电池性能的影响,结果表明,在1.0 mol/LLiPF_6/(EC+DMC+EMC)(体积比为1∶1∶1)电解液中添加质量分数为0.3%的4-MDO,可以有效改善MCMB和LiCoO_2电极的电化学性能。     

硫酸亚乙酯电解液添加剂替代亚硫酸丙烯酯对锂离子电池性能的影响

本文用硫酸亚乙酯(DTD)取代常用的亚硫酸丙烯酯(PS)电解液添加剂,研究了不同DTD添加量对电解液电导率和锂离子电池性能的影响。结果表明,DTD添加量从0%上升至2%,电解液离子电导率呈现轻微下降的趋势,但是仍略大于添加PS的电解液。产气电芯的比例随着DTD含量的上升减少,DTD含量1%时产气电芯数约占电芯总数的31.7%,DTD含量上升至2%时未发现产气电芯,电芯厚度膨胀比与原电解液相同。此外,DTD可改善电芯的低温性能,DTD含量为2%时,电池在-20℃温度条件下的放电容量约为3.1%,而倍率及循环性能均与使用PS电解液的电池保持在同一水平。     

扣式锂离子蓄电池的制备及性能

结合对电池极群组结构和电解液组成的研究,制备出了4种扣式锂离子蓄电池。在电池组装过程中,电池极群组采用叠片组装结构,提升了电池的放电容量并改善了电池的放电性能。使用加有1%(体积百分比)碳酸亚乙烯酯(VC)或1%(质量百分比)N,N-二甲基-二硫代甲酰胺丙磺酸钠(DPS)的电解液,可使电池封口化成时的厚度减少30%以上,有效地解决了电池厚度超标问题。加入VC同时也可提高电池的容量和循环寿命。此外,在电液中添加5%(质量百分比)的联苯或2%(体积百分比)的三乙胺后,可改善电池的过充性能。以所制备的扣式2016锂离子蓄电池为例,经过上述改进,电池的放电容量达到30mAh,0.5C充放电循环500次后容量为初始容量的80%。     

不同炭材料对铅蓄电池性能的影响

炭材料是铅蓄电池负极板重要的添加剂之一,优化其性能和添加量可有效改善电池综合性能。研究不同种类炭添加剂（乙炔黑、炭黑、活性炭）和添加比例（0．2％～0．8％）对铅蓄电池性能的影响。通过充电接受能力、-15℃低温容量、高倍率放电容量等表征电池性能。实验结果表明,不同炭材料对电池性能的影响趋势不同,相同添加量时,添加活性炭电池的充电接受能力最好。     

FEC体系高电压电解液性能研究

在常规碳酸酯基电解液中加入20％（体积百分数）氟代碳酸乙烯酯（FEC）,可将电解液电化学窗口提高至4.7V.LiNi0.5 Mn1.5 O4//Li半电池测试结果表明,FEC的加入不影响电池库伦效率和材料克容量发挥,其中含20％FEC电解液可以使锂离子电池在0.5C充放电条件下100次循环容量保持率为98.5％,远高于使用不含FEC常规电解液的锂离子电池容量保持率（81.6％）.     

锡掺杂对尖晶石型Li4Ti5O12性能的影响

采用传统高温固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12,研究了Sn元素掺杂对Li4Ti5O12的影响。采用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料均具有良好的尖晶石型结构,Sn元素的掺杂有效地改善Li4Ti5O12电子导电性和循环性能,其中以ST2(nSn:nTi=1:9)为最佳,以0.5 C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到138.69mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在124.30mAh/g,容量保持率为89.62%。     

高电压电解液对富锂锰动力电池性能的影响

富锂锰基材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2(0x1,M=Mn、Co、Ni)是由Li_2MnO_3和LiMO_2形成复合结构的新型材料,以其高比容量、高电压、高能量密度、低成本、安全性能良好等优势成为新一代的动力锂离子电池正极材料。研究了三种不同的高电压电解液(简写为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)对富锂锰动力电池的首次充放电、储存性能、倍率放电性能以及低温放电性能的影响。结果表明,不同电解液制备的电池首次充放电效率均较小(约为68%),但其第二周、第三周的充放电效率分别达到96%和98%,与首次充放电效率相比,提高了30%左右;储存30天后,Ⅰ电解液的电池自放电较大,开路电压下降了0.66 V,且储存后的放电容量下降了206.1 mAh;在0.2 C和3 C放电条件下,Ⅱ电解液制备的电池放电容量明显高于其他两种电解液电池,具有较好的倍率放电性能;同时,以0.2 C放电,Ⅲ电解液制备的电池在低温0℃放电容量较常温容量下降幅度最小。因此,Ⅲ电解液具有更优异的电化学性能。     

高温固相法制备LiVxMn2-xO4/C及其电化学性能

采用高温固相法合成了LiVx Mn2-x O4／C正极材料,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及充放电测试考察了产物的晶体结构、微观形貌以及电化学性能。实验结果表明：合成样品的颗粒大小较均匀,同时具有最佳的电化学性能,-30℃放电容量可达到额定容量的79．3%,4．8V过充循环10次后,模拟电池的容量保持率为94．8％。     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2材料的合成及性能研究

采用碳酸盐共沉淀法制备Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2(y=0,0.01,0.02,0.05,0.10)。通过XRD、SEM测试对其晶型结构、组织形貌进行了分析,交流阻抗法(AC)和充放电性能测试对其电化学性能进行了研究。实验表明,制备的样品均具有较好的层状结构,其中Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Sn0.02O2性能最佳,以0.5C循环充放电时,首次放电比容量达到173.31mAh/g,30次循环后,放电比容量为149.55mAh/g,容量保持率为86.29%。     

全沉积型铅酸液流电池性能研究

本文研究了全沉积型铅酸液流电池的充放电特性,分析了充放电制度、Pb2＋浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明：在恒流充放电时电压比较稳定,随着充放电次数的增加,平均充电电压基本不变,而平均放电电压逐渐增大,能量效率也随之增大;随着放电电流密度的增大,放电电压和放电时间逐渐减小,而且电流密度过大或过小均导致库仑效率不高,经小电流循环充放电对电池激活后,再以较大电流充放电能显著提高电池的能量效率;随着Pb＋2浓度的增加,电池的最大充电电压逐渐降低,放电电压逐渐增大,而且放电时间延长,表现出更好的充放电性能。     

磷酸作为VRLA电池电解液的添加剂

对磷酸作为VRLA电池电解液添加剂进行了初期容量和循环寿命试验研究.电解液中磷酸的添加,影响了电池正极的电极电位,从而影响了电池的放电容量;电解液中添加1.0%磷酸的电池的初期容量要比未添加磷酸的初期容量低19%左右,且随着磷酸添加量的增加,初期容量下降更多;放电电流越大,磷酸添加剂的影响越明显;电解液中磷酸的添加改善了电池的深循环寿命.电解液中添加1.0%磷酸的电池的循环寿命要比未添加磷酸的循环寿命提高30%左右.     

聚合物锂离子电池的高倍率放电性能研究

研究了正极厚度、正极导电剂含量、负极材料、电池尺寸以及电解液对聚合物锂离子电池高倍率放电性能的影响,结果表明:提高正极导电剂的含量能提高电池10.0 C倍率的放电性能;采用薄正极、中间相碳微球(MCMB)负极材料扣大电池尺寸设计,也能提高电池的高倍率放电性能;在高于10.0 C倍率放电时,功能电解液对高倍率放电性能有较大影响.通过各种影响因素的优化组合,得到了一种聚合物锂离子电池.该电池的最大放电倍率可达20.0 C;300次循环后,10.0 C放电容量仍保持初始容量的84%.