双草酸硼酸锂(LiBOB)电解质性能研究.ppt
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1、双草酸硼酸锂(LiBOB) 电解质性能研究,仇卫华1,刘兴江2,邢桃峰1,黄佳原,连芳1 1北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083 2中国电子科技集团天津电源研究所,天津,300381 2009-10-17,1引言,化学电源,锂离子电池,存在的问题,随着电子技术、能源、交通、国防等领域的高速发展,人们对高能量密度、长寿命、高安全性、廉价、环境友好的高性能化学电源的需求更加迫切起来。,锂离子电池高的工作电压高、能量密度,长的循环寿命和小的自放电率等优点,成为目前所有电池产品中最有前途的体系之一。,但锂离子电池被用作动力电源时还存在一定的问题,如大功率充放电性能有待提高,成本问题,安全
2、性问题等。,改进锂离子电池关键材料的性能!,正极,电解质,负极,有机溶剂,锂盐,羧酸酯类,LiPF6,EC+共溶剂,锂离子电池电解液,LiPF6和EC基电解液存在的问题,对水敏感,水解产物HF腐蚀电极,热稳定性差 高温性能不理想,EC的熔点较高,低温性能不理想,需要寻找新型锂盐来替代LiPF6 ,以获取更好的电解液性能,制备条件苛刻 ,污染严重,新型锂盐双草酸硼酸锂-LiBOB,很好的热稳定性,热分解温度较高可达300oC 增强了电池的安全性; 不含有F元素,不会产生HF腐蚀电极材料及集流体,提高了电池的循环寿命,降低了电池的成本; 能够在碳负极表面形成较稳定的SEI膜,可以在纯PC溶剂中使用
3、, 拓宽了电池使用温度范围; 合成原料廉价易得,制备 工艺简单,对环境友好。,B.Yu, W.Qiu et al./ J.of Poower Sources166(2007)499-502,高温下电解液1molL-1LiPF6 EC/EMC(1:1) 与1molL-1LiBOB EC/EMC(1:1) 在LiNiO2/C电池中的放电容量比较 Xu K, ZhangS S, Jow T R, et al. Electrochemical and Solid-State Letters, 2002, 5(1): A26A29,各种锂盐在PC中配制成1molL-1 的电解液,在Li/C半电池中的充放
4、电曲线 Jow T R, Ding M S, Xu K, et al. J. Power Sources, 2003, 119121: 343348,S.Wang, W.Qiu et al./ Electrochimica Acta 52(2007)4907-4910,LiBOB基电解液存在的问题,LiBOB溶解度以及电导率都低于LiPF6,电池高倍率放电特性不好; 有很强的吸湿性,空气和溶剂中的杂质会影响LiBOB基电解液的性能,LiBOB+ EC+共溶剂,在同样的碳酸酯类溶剂体系中,LiBOB电解液的低温性能也不如LiPF6,1.寻找适合LiBOB盐的新溶剂体系; 2.寻找LiBOB的稳定
5、剂。,S.Wang, W.Qiu et al./ Electrochimica Acta 52(2007)4907-4910,The Conductivities of 0.7mol /l LiBOB EC/PC/DMC/EMC electrolytes at 20,The Conductivities of 0.7mol /l LiBOB EC/PC/DMC/EMC electrolytes at 60,锂盐与水反应的热力学计算,商品化锂盐LiPF6对水比较敏感,容易水解,在与大气的水或溶剂的残余水接触时,会发生如下反应。,(式1),毒,(式2),+,+,+,+,+,与LiPF6相似,新型锂
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