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新型电解质LiBC_2O_4F_2的制备及电化学性能研究

作　者: 徐晓莉
导　师: 李世友
学　校: 兰州理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 草酸二氟硼酸锂 电解液 电化学性能 SEI膜
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


作为锂离子电池的主要组成材料之一，电解质在一定程度上制约着锂离子电池的发展。传统电解质LiPF6存在热稳定性及化学稳定性较差的问题，新型电解质锂盐的研究迫在眉睫。草酸二氟硼酸锂（LiODFB）可以增强电池的稳定性、降低阻抗、提高循环寿命和倍率性能，在较宽的温度范围内具有良好的离子电导，被认为是最有取代LiPF6潜力的电解质锂盐。本文采用固液反应和气固反应两种方法制备了LiODFB，构建了基于LiODFB的电解液，并对该电解液组装电池的电化学性能进行了系统研究。采用循环伏安测试对所选择的0.7mol/L的三种电解液进行分解电压分析，发现分解电压：LiODFB-环丁砜（SL）/碳酸二乙酯（DEC）（V:V=1:1,下同）（5.52V）> LiODFB-SL/碳酸甲乙酯（EMC）（5.45V）> LiODFB-SL/碳酸丙烯酯（PC）（5.27V）；进一步的研究结果表明，LiODFB-SL/EMC体系电解液在较宽温度范围内保持较高的电导率，且具有适中的pH，是较有应用前景的新型电解液。以LiODFB-SL/EMC为电解液，组装LiFePO4/Li实验电池，并利用对其电化学性能进行测试，结果表明该电池具有较长的循环寿命，较高的放电效率，优良的倍率性能及高低温性能，表明该电解液与LiFePO4正极材料具有良好的相容性。以LiODFB-SL/EMC为电解液组装Li/中间相碳微球（MCMB）实验电池，并利用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外变换光谱（FTIR）及X-射线光电子能谱（XPS）对MCMB表面所形成的固体电解质界面膜（SEI膜）的形貌及组成进行分析，结果表明首次循环后MCMB表面形成了光滑的SEI膜，它能有效的防止溶剂共嵌入到负极材料中，提高了电池的电化学性能。通过对FTIR和XPS的分析发现SEI膜是由C2H5OLi, C2H5CO3Li, Li2CO3, RSO3Li, Li2SO3, Li2SO4, LiF,C2H5F和一个复杂的网状的B的化合物组成的。综上，基于自制LiODFB的新型电解液体系与典型电极材料表现出较好的相容性，可以应用于锂离子电池。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 蓄电池
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