锂离子电池功能电终.ppt

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1、锂离子电池功能电解液添加剂及其影响机制的研究,报告人：秦银平校内指导教师：庄全超老师校外指导教师：周新基老师,2011/05/15,学习环节,科学研究,专业实践,专业实践,于2011.3.2-2011.5.8在江苏省九九久科技股份有限公司参与“年产400吨六氟磷酸锂”的项目研究。,科学研究,选题的意义：江苏省九九久科技股份有限公司 东莞杉杉电极材料有限公司,主要内容,SEI成膜添加剂的研究背景,锂离子电池的组成,正极材料,电解液,负极材料,隔膜,电解液的作用：在电池的正、负极之间传递电荷。,电解液添加剂的作用：在有机电解液中添加少量的某些物质（一般不超过5wt.%或 5vol.%），来改善电池

2、的性能，如电解液的电导率、电池的循环效率和可逆容量等。,SEI成膜添加剂的研究背景,功能电解液添加剂,改善SEI膜性能,提高电解液低温性能,提高电解液电导率,改善电解质热稳定性,改善电池安全性能,改善SEI膜性能,SEI成膜添加剂的研究背景,SEI成膜添加剂,SEI成膜添加剂的作用：在锂离子电池首次嵌脱锂的过程中，电压未达到Li+的嵌入、脱出电位时即能在电极表面形成一层稳定的SEI膜。,固体：碳酸盐类,液体：卤代酯、亚硫酸盐、乙烯类化合物等,气体：CO2、SO2、CO等,本论文主要研究：Li2CO3 VC VC、PS、FEC和LiBF4混合,碳酸锂添加剂,恒流充放电法,循环伏安法,扫描电镜手段

3、,电化学阻抗法,研究手段：,1 molL-1 LiPF6-EC：DEC,扣式电池示意图,三电极电解池,所用电解液成分为：,电解液,碳酸锂添加剂,研究电极的材料为商品化的石墨碳纤维,碳酸锂添加剂,MCF电极充放电曲线图,碳酸锂添加剂,MCF电极充放电循环曲线图,碳酸锂添加剂,MCF电极循环伏安曲线图,MCF电极在1 molL-1 LiPF6-EC:DEC电解液中以1 mV/s的速率扫描所得CV曲线（a）未添加Li2CO3（b）添加Li2CO3,碳酸亚乙烯酯添加剂,研究手段：,循环伏安法,电化学阻抗法,所用电极材料仍为商品化的MCF,所以电解液仍为1 molL-1 LiPF6-EC：DEC,碳酸亚

4、乙烯酯添加剂,MCF电极的循环伏安曲线图,MCF电极在1 molL-1 LiPF6-EC:DEC电解液中以1 mV/s的速率扫描所得CV曲线（a）未添加VC（b）添加VC,碳酸亚乙烯酯添加剂,利用EIS及其等效电路图来模拟石墨嵌锂每个步骤的电阻值随电极电位的变化,MCF电极在1 molL-1 LiPF6-EC:DEC电解液中首次阴极极化，在1.0V以下时的EIS曲线（a）未添加VC（b）添加VC,碳酸亚乙烯酯添加剂,Zview模拟等效电路,碳酸亚乙烯酯添加剂,VC、PS、FEC等成膜添加剂的混合,研究手段：,恒流充放电法,电解液及添加剂由东莞杉杉提供,成分主要为：1、含有0.5%LiBF4、1

5、%VC、1%PS、2%FEC 的1 molL-1 LiPF6-EC:EMC电解液2、含有1%LiBF4、1%VC、1%PS、2%FEC 的1 molL-1 LiPF6-EC:EMC电解液,VC、PS、FEC等成膜添加剂的混合,MCF电极的充放电循环曲线图,实验总结,1、在石墨电极首次阴极极化过程中，添加饱和Li2CO3可以 抑制EC的还原过程，提高MCF电极的首次放电容量；并 且由Li2CO3组成的SEI膜具有较好的导锂性能与稳定性，从而改善了MCF电极的循环性能。2、在石墨电极首次阴极极化过程中，添加2(vol.)%VC 可以 在1.3 V左右形成一层阻值较小且稳定的SEI膜来改善锂离 子电

6、池的电化学性能。3、含有多种成膜添加剂的电解液能提高MCF电极的实际容 量，稳定其循环效率。,实验总结,近两年内取得的研究成果：共发表论文6篇，其中本人第一作者有5篇，SCI检索1篇1、秦银平,庄全超等.锂离子电池电极界面特性研究方法J.化学进展.2011,23(2/3):390-400.（SCI检索）2、吴超,秦银平等.锂离子电池正极材料表面包覆的进展J.电池.2010,40(6):336-338.3、秦银平.MgO纳米材料的合成与表征.中国科技论文在线 精品论文J.2010,3(20):2137-21414、秦银平.温度对尖晶石LiFe0.05Mn1.95O4中锂离子嵌脱过 程的影响J.中国科技论文在线.论文编号:201009-3645、秦银平.低温离子液体法在锂离子电池正极材料中的研 究J.中国矿业大学第四届材料论坛论文大赛 6、秦银平.Li2CO3添加剂对MCF电极的影响机制J.中国矿 业大学第五届材料论坛论文大赛,致谢,感谢我的校内导师庄全超副教授！感谢我的校外导师周新基董事长！,感谢各位专家和教授在百忙之中评审我的论文和参加我的答辩！,Thank You!,