鎳錳酸鋰-鈦酸鋰電池電解液中添加LiBOB對其性能影響的研究.pdf

1、鋰離子電池由于具有高能量密度、可循環(huán)充放電、無記憶效應和環(huán)境無污染的優(yōu)點被廣泛地應用于便攜電子設備和各種類型的電動汽車。電極材料作為鋰離子電池的主要組成部分，在鋰離子電池的發(fā)展過程中扮演著重要的角色。鈷酸鋰是目前主要的商品化正極材料，但是由于鈷的儲量有限和價格較高等原因，其發(fā)展前景受到嚴重影響。而鎳元素和錳元素相較于鈷元素儲量相對豐富，價格相對低廉，同時鎳錳基正極材料兼具較高的安全保障、對環(huán)境污染小的優(yōu)點，成為取代鈷酸鋰的候選材料之一。

2、但是由于錳的溶解使得電極材料在充放電過程中循環(huán)性能較差，因此其使用范圍大大受限。在電解液中加入少量物質作為添加劑是一種比較經濟有效的提高鋰離子電池性能的方法。因此，本文將雙草酸硼酸鋰(LiBOB)作為電解液添加劑，試圖改善鎳錳酸鋰電極材料的循環(huán)性能。
　　本文研究了LiBOB作為電解液添加劑對鎳錳酸鋰半電池和鈦酸鋰半電池的電化學性能的影響。實驗結果顯示添加了1％的LiBOB的鎳錳酸鋰半電池具備更高的庫侖效率和循環(huán)穩(wěn)定性，沒有添加

3、LiBOB的電池進行100次循環(huán)時，比容量從開始的110.6 mAh·g-1衰減為81.4 mAh·g-1，容量保持率為73.6%；而LiBOB添加量為1%的電池由起始的94.7 mAh·g-1變?yōu)?0.4 mAh·g-1，容量保持率為95.5%，且添加LiBOB之后電池具有更高的放電中值電壓和開路電壓。而LiBOB對鈦酸鋰半電池的循環(huán)性能無明顯影響。
　　組裝了不同LiBOB含量的鎳錳酸鋰/鈦酸鋰電池，分別在不同溫度下測試了其循

4、環(huán)性能。在LiBOB的質量分數未超過1.5%時電池的容量隨添加量的增大而提高，而當LiBOB的質量分數提高到3%時，電池的容量則開始出現衰減，即LiBOB濃度為1.5%時電池的容量最高，且循環(huán)穩(wěn)定性表現良好。
　　通過XRD、FTIR-ATR和ICP等手段對LiBOB提高鎳錳酸鋰循環(huán)性能的原因進行了探究，結果表明 LiBOB在鎳錳酸鋰充放電過程中會發(fā)生分解反應，分解產物沉積在鎳錳酸鋰電極片的表面，形成固體電解質界面(SEI)膜，從