锂离子二次电池有机电解液研究
随着世界能源和环保问题的日益严重，锂离子二次电池作为一种清洁、环保的能源受到了各国研究者的广泛关注。电解质材料是锂离子二次电池的重要组成部分，在正负极之间起到输送Li+和传导电流的作用，它对电池的比能量、循环效率、工作温度、安全性等主要性能有着重要的影响。电解质材料主要包括聚合物电解质、无机固体电解质、非水有机液体电解质、熔融盐电解质等，其中，非水有机液体电解质以其价格低廉、使用方便、合成方法简单、能显著提高电池电压等优点占据了最大的市场份额，但是，它还存在电导率较低、与电极材料相容不理想等缺点，其中，安全性较差、抗过充能力差是阻碍其进一步发展的最根本原因。本论文从研究有机电解液的性能入手，着重讨论了有机电解液与正极材料和负极材料的相容性，并通过向电解液中加入添加剂从一定程度上解决电池的气胀问题，改善电池炭负极固体电解质膜(SEI膜)的性能。
论文在综述了现阶段国内外有机电解液的发展趋势及研究热点的基础上，针对目前情况下有机电解液存在的主要问题开展试验工作，将扫描电镜、能谱分析、原子吸收光谱、傅立叶红外光谱与恒电流充放电测试相结合，对应用了电解液后正负极材料的性质及电池的综合性能进行了研究。
研究表明，在电池的最初几次充放电过程中确实有固体电解质膜(SEI膜)在炭负极表面形成，通过傅立叶红外光谱我们确定了它主要由CH2OCO2Li、Li2CO3、EC以及LiPF6等几种物质组成，并将扫描电镜与能谱分析相结合，证实了SEI膜只存在于炭负极的表面，并没有渗透到炭负极内部．在电解液与正极材料的相容性问题上，经研究认为LB-321B型电解液与LiCoO2正极材料的相容性较好，而TC-E102型电解液则较适合用于LiMn2O4为正极材料的电池。在向电解液中加入了VB和VD添加剂后，一定程度上缓解了电池的气胀问题，改善了SEI膜的性能。
在进行了电解液在锂离子电池中的应用问题研究的同时，本文还考察了电解液电导率与有机溶剂组成的关系，并对尖晶石性LiMn2O4在各种电解液中的化学溶解问题进行了定量分析。
锂离子二次电池;有机电解液;固体电解液质膜;正极材料;固体电解质
昆明理工大学
硕士
冶金物理化学
戴永年
2005
中文
TM911.14;TM215
70
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）