鋰離子電池具有放電平臺(tái)高、自放電小、體積小、重量輕、比容量高、無(wú)記憶效應(yīng)、污染小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn),因此成為二次電池的發(fā)展重點(diǎn)鋰離子電池內(nèi)部一般包含三部分:正極材料、負(fù)極材料、電解液電解液在鋰離子電池正負(fù)極間起著離子導(dǎo)電、電子絕緣的作用,被稱為鋰離子電池的“血液”。
鋰離子電池的電解液通常是由有機(jī)溶劑和可溶于其中的鋰鹽組成,電解質(zhì)鋰鹽可以提供充足的鋰離子,以確保在充電和放電循環(huán)過(guò)程中鋰離子在正電極與負(fù)電極之間脫出/嵌入,從而完成電池的充放電循環(huán)電解質(zhì)的性質(zhì)對(duì)電池的循環(huán)壽命、工作溫度范圍、充放電效率、電池的安全性及功率密度等性能有重要的影響。
鋰離子電池的性能很大程度上受電解液性質(zhì)的影響,不同體系電解液應(yīng)用于不同功能的鋰離子電池中在電解液中添加一定量的非儲(chǔ)能物質(zhì),可以提高電解液的導(dǎo)電性能、電池的充放電性能、放電效率、使用壽命以及安全性能,這些非儲(chǔ)能物質(zhì)被稱為添加劑。
根據(jù)其作用機(jī)制,添加劑可以分為導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過(guò)充電保護(hù)添加劑、耐低溫性能添加劑、提高熱穩(wěn)定性添加劑、控制酸和水含量的添加劑等有機(jī)電解液會(huì)吸附空氣中的水,此外電解質(zhì)中會(huì)含有微量雜質(zhì)氫氟酸(HF),當(dāng)二者的含量過(guò)高時(shí),不但會(huì)引起LiPF6 的分解,還會(huì)對(duì)固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜)產(chǎn)生破壞。
當(dāng)氧化鋁、氧化鎂等氧化物和鋰或鈣的碳酸鹽等作為添加劑加入到電解液中時(shí),添加劑可以與電解液中微量的HF發(fā)生反應(yīng),從而降低HF的含量,減少HF與電極上活性物質(zhì)的反應(yīng)和 LiPF6 分解,從而提高電解液的穩(wěn)定性,進(jìn)而提高鋰離子電池的性能。
將納米氧化鋁粉體加入到鋰離子電池電解液中,通過(guò)充放電測(cè)試、充放電循環(huán)測(cè)試以及交流阻抗分析,研究納米氧化鋁的添加量對(duì)鋰離子電池電化學(xué)性能的影響結(jié)果表明,在電解液中添加一定量的納米氧化鋁粉體可以有效提高電解液的電導(dǎo)率,減小電荷傳遞電阻,提高鋰離子電池的電化學(xué)性能。
當(dāng)納米氧化鋁添加量為 1.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),鋰離子 電 池 充 放 電 過(guò) 程 中 的 極 化 最 小,放電比容量最高,在0.1C倍 率 下,達(dá) 到155.4mAh·g-1,充放電循環(huán)50次,放電比容量仍高達(dá)147.5mAh.g-1,容量保持率為94.9%。
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