本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池復合型安全電解液研究

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【摘要】：鋰離子電池因其性能優(yōu)異,已經(jīng)被運用到移動設(shè)備、電動汽車、儲能設(shè)備等各個領(lǐng)域。但是鋰離子電池的電解液高度易燃,在某些濫用的情況下,會引起火災和爆炸,這已成為阻礙鋰離子電池發(fā)展的一個重大障礙,尤其是對于大型鋰離子電池組。電解液是影響鋰離子電池安全的關(guān)鍵因素,因此研究開發(fā)安全電解液對于提高鋰離子電池的安全性非常重要。本文研究分析了一種鋰離子電池復合型安全電解液,以1.0 MLiPF6/EC+DEC(1:1 wt.%)作為基準電解液。對兩種電解液的燃燒性能、電導率進行測試,結(jié)果表明復合型安全電解液的燃燒速率較基準電解液有所下降,其電導率較基準電解液提高了20.8%。運用C80微量量熱儀對兩種電解液的熱穩(wěn)定性進行測試,結(jié)果表明復合型安全電解液的反應(yīng)熱較基準電解液降低了45.6%,其主要的放熱峰峰值溫度從201.4℃推后到了244.2℃。將兩種電解液與鈦酸鋰(LTO)負極組裝成負極半電池：Li/基準電解液/LTO和Li/復合型安全電解液/LTO。循環(huán)性能測試結(jié)果表明,Li/復合型安全電解液/LTO半電池,在前35個循環(huán)中,有更高的比容量,兩種電池循環(huán)效率相當；循環(huán)伏安測試測試結(jié)果表明,復合型安全電解液與鈦酸鋰負極材料相容性良好。熱穩(wěn)定性測試結(jié)果表明,鈦酸鋰與復合型安全電解液共存體系放熱量顯著降低,減少了35.4%。在熱分解動力學參數(shù)分析中,鈦酸鋰和復合型安全電解液體系的活化能更大,體系更難發(fā)生化學反應(yīng)而放熱。將兩種電解液與鎳鈷錳(NCM)組裝成正極半電池：Li/基準電解液/NCM和Li/復合型安全電解液/NCM。循環(huán)性能測試結(jié)果表明,Li/復合型安全電解液/NCM半電池在前65次循環(huán)中,其循環(huán)比容量、循環(huán)效率都與Li/基準電解液/NCM半電池相當；循環(huán)伏安測試結(jié)果表明,復合型安全電解液與鎳鈷錳正極材料相容性良好。熱穩(wěn)定性測試結(jié)果表明,鎳鈷錳與復合型安全電解液體系放出的熱量更少,放熱峰的峰值熱流從594.2 mW/g下降到352.7 mW/g,較鎳鈷錳與基準電解液體系下降了40.6%,并且其活化能更大,體系更難發(fā)生化學反應(yīng)而放熱。將兩種電解液與磷酸鐵鋰(LFP)組裝成正極半電池：Li/基準電解液/LFP和Li/復合型安全電解液/LFP。循環(huán)性能測試結(jié)果表明,在0.1 C倍率下,前100次循環(huán)中,Li/復合型安全電解液/LFP半電池的平均循環(huán)比容量高出8%,在0.5C倍率下,二者的循環(huán)比容量相當；循環(huán)伏安測試結(jié)果表明,復合型安全電解液與磷酸鐵鋰正極材料相容性良好。熱穩(wěn)定性測試結(jié)果表明,磷酸鐵鋰與復合型安全電解液體系放出的熱量更少,下降了39.5%,并且其熱力學參數(shù)活化能E更大,體系更難發(fā)生化學反應(yīng)而放熱。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O646;TM912

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