离子液体PP13TFSI在锂离子电池中的应用

用离子液体N-甲基-N-丙基哌啶二(三氟甲基磺酰)亚胺(PP13TFSI)和有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC),制备了1 mol/L LiPF6/PP13TFSI+ EC+ DMC混合电解液.热重分析(TG)结果表明:PP13TFSI的添加减少了有机溶剂的挥发,PP13TFSI体积含量越高,相同温度下混合电解液的质量损失率越低.当PP13TFSI的含量不低于40％时,混合电解液不燃烧.以0.05 C在2.5～4.2 V循环,使用1 mol/L LiPF6/20％PP13TFSI+ 80％[EC+ DMC(体积比1:1)]混合电解液的Li/LiNi0.7 Co0.15Mn0.15 O2电池,首次放电比容量为183.8 mAh/g,高于使用纯有机溶剂电解液的电池.     

TFP阻燃剂在锂离子电池中的应用

为了提高锂离子电池的安全性,合成了阻燃剂三氟乙氧基磷酸酯(TFP),讨论了TFP含量对1.0 mol/L LiPF6/EC DMC(体积比1∶1)电解液的可燃性和电化学性能的影响.结果表明:电解液的可燃性和电导率随着TFP含量的增大而降低;当TFP含量大于8.0%时,电解液不可燃.TFP含量为10.0%时,电解液的电导率由10.21 mS/cm(不合TFP)降至8.79 mS/cm(20℃);添加TFP对电解液的分解电压没有影响.当TFP含量为5.0%和10.0%时,Li/LiCoO2半电池的最高放电容量由126 mAh/g(不含TFP)分别增加到145 mAh/g和129 mAh/g.     

锂离子电池用锡铜合金负极的研究

采用电沉积、表面修饰及热处理合金化的方法制备了锡铜合金负极,并组成Li|1 mol/L LiPF6/EC DEC DMC(体积比1∶1∶1)|SnCu扣式电池,测试了电极的电化学循环稳定性。负极表面修饰后,虽然首次放电比容量由415 mAh/g下降为316 mAh/g,但50次循环后的容量保持率由41%提高到70%,电极的循环性能得到改善。     

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4在不同电解液中的电化学性能

利用溶胶凝胶法合成4.7 V高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,运用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构与形貌进行表征,并测试了其在1 mol/L LiPF6/(EC+DEC)、1 mol/L LiPF6/(EC+DEC+DMC)、1 mol/L LiPF6/(EC+EMC)三种电解液中的充放电性能。研究发现,不同成分的电解液显著影响LiNi0.5Mn1.5O4材料的电化学性能,其中在1 mol/L LiPF6/(EC+EMC)电解液中,材料具有相对好的循环性能,其最大放电比容量为92.4 mAh/g,50周循环后,比容量衰减为68.4 mAh/g,容量保持率为74%。循环伏安曲线(CV)结果表明,在4.7 V附近出现两对强氧化还原峰分别对应于Ni2+/Ni3+和Ni3+/Ni4+,在4.0 V出现的弱氧化还原峰则对应于Mn3+/Mn4+。相比于4.0 V低电压,在4.7 V高电压下LiNi0.5Mn1.5O4电极的SEI膜电阻增大而锂离子的脱嵌更容易进行。     

γ-丁内酯基电解液中Li2CO3添加剂的电化学行为

研究了固体添加剂Li2CO3用于锂离子电池"-丁内酯基(GBL)电解液时的电化学行为。发现Li2CO3提高了石墨电极的首次放电容量和循环性能。采用1mol/LLiPF6/(EC DMC GBL)(体积比为4∶4∶3) 0.05mol/LLi2CO3电解液的软包装锂离子电池,首次放电比容量为142.6mAh/g、1C循环200次后的比容量保持率为88.6%。以交流阻抗法和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)方法分析了Li2CO3对SEI膜的影响,结果表明,Li2CO3添加剂促进了SEI膜的形成,降低了SEI膜的阻抗,减少了GBL基电解液的分解,增大了SEI膜中Li2CO3的含量。     

石墨电极在PC系电解液中的嵌锂行为

用循环伏安法研究了石墨电极在PC系电解液中的电化学行为。溶剂为PC时,PC在石墨电极上大量分解并同Li 一起嵌入石墨层中,导致石墨完全剥落,通过调整溶剂的组成和配比,可抑制PC嵌入石墨电极。对石墨电极在PC系电解液中的首次充放电研究表明:随着电解液中DMC含量的增加,电池首次充放电的不可逆容量减小。对含PC系电解液的锂离子电池循环性能的研究表明:电池的初始容量和循环稳定性随着电解液中DMC含量的增加而增加,电解液组成为1 mol/L LiPF6/EC PC DMC(1∶1∶4)时,电池初始放电容量为784.2 mAh,经50次循环后,容量保持率达97.0%。     

阻燃剂TCPP与锂离子电池负极材料的相容性

为了提高阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)与锂离子电池负极材料中间相碳微球(MCMB)的相容性,在不同TCPP浓度电解液中研究了MCMB的循环伏安和充放电行为.结果表明:当电解液中TCPP的浓度为20%(体积比)时,MCMB/Li电池的首次充电比容量由空白电池的350 mAh/g增加到420 mAh/g,且1 V处平台的容量增加.当TCPP的浓度增加到30%时,MCMB已经不能进行充放电循环.当把MCMB在空白电解液中预循环后,在30%TCPP电解液中可以进行充放电,相应的MCMB/Li电池的充放电实验也得到了相似的结果.热解炭黑与阻燃剂TCPP有较好的相容性.     

电解液对棉秆基活性炭超级电容器性能的影响

以棉秆基活性炭为超级电容器电极材料,1 mol/L的Et4NBF4/AN和1 mol/LLiPF6/（EC＋DMC＋DEC）为电解液,组装成模拟纽扣式超级电容器,采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗对其电化学性能进行测试,研究不同电解液对棉秆基活性炭电极电容器性能的影响.结果表明,棉秆基活性炭电极材料在Et4 NBF4/AN有机电解液中电化学性能优于其在LiPF6/（EC＋DMC＋DEC）电解液中,在2 A/g的电流密度下,放电比容量高达98 F/g,循环1000次后,容量没衰减.     

高比表面积电极有机双电层电容器性能

采用高比表面积椰壳基活性炭作电极材料,分别以1 mol/L(Et)4NBF4/PC、1 mol/L LiPF6/(PC DMC EMC)、1mol/L LiPF6/(EC DMC EMC)和1 mol/L LiClO4/PC作为电解液,组装成有机体系双电层电容器.采用恒流充放电法、循环伏安法和交流阻抗法进行测试,考察采用同种电极材料情况下,各种有机电容器的电化学性能,在不同充电电压下均以1 mol/L LiClO4/PC为电解液时得到最高比电容值(2.5 V时高达 123.5 F/g),1 mol/L(Et)4NBF4/PC的比电容值也比较理想(2.5 V时为104 F/g),且其内阻最小,功率特性最佳.综合分析得知,以1 mol/L LiClO4/PC为电解液的双电层电容器综合性能最佳,且此电解液价格较1 mol/L(Et)4NBF4/PC低廉.     

锂离子电池电解质LiBC_2O_4F_2的合成与电化学性能

以草酸锂和三氟化硼乙醚溶液合成了草酸二氟硼酸锂(LiBC2O4F2),并用碳酸二甲酯溶剂进行萃取和重结晶对其提纯。LiBC2O4F2基电解液能钝化集流体铝箔,从而抑制了电解液溶剂的氧化。电化学测试结果表明:使用1.0mol/LLiBC2O4F2基电解液的LiMn2O4/Li电池首次放电比容量为110.2mAh/g,而使用1.0mol/LLiPF6基电解液时放电比容量为121.1mAh/g,但LiBC2O4F2基电解液的LiMn2O4/Li电池在室温和高温(60℃)的循环寿命比LiPF6基电解液好,且具有优良的低温放电性能。     

正极材料单质硫在LiCF3SO3/DOL+DME电解液中的放电性能

研究了单质硫在1 mol/L LiCF3SO3/DOL DME电解液中的倍率放电性能.结果表明:单质硫的首次放电容量随着放电倍率增大呈现先增后减的趋势.单质硫具有良好的充放电性能,在0.6 mA/cm2的充放电电流密度下,首次放电比容量为972 mAh/g,第50次循环的放电比容量达到605 mAh/g.单质硫的低电压平台能够提供约70%的放电总容量,但低电压平台容量衰减速率较快,平均容量衰减率为0.8%.循环伏安实验的结果表明:在1 mo]/L LiCF3SO3/DOL DME电解液中,单质硫的还原反应为浓差扩散过程,在峰电位1.90 V低电位处的第2还原反应产生固相硫化锂,引起电极钝化现象.     

锂空气电池复合电解质电化学性能研究

采用LiPF_6与EC/EMC/DMC作为锂空气电池电解质主体,并分别加入LiTFSI和LiBF_4锂盐制成复合电解质材料,组装成锂空气电池,通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6+LiBF_4与EC/EMC/DMC体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.10 mA/cm~2电流密度下电池首次放电比容量为3 163 mAh/g,能量密度7.98 m Wh/cm~2。     

锂空气电池用离子液体基复合电解液的性能

针对运行过程中有机电解液易挥发导致电池失效的现象,设计一种适用于锂空气电池的复合电解质材料。采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF_4)与碳酸酯类(EC+EMC+DMC)作为主体溶剂,亲水型LiBF_4与疏水型LiPF_6作为溶质,四氟硼酸螺环季铵盐作为添加剂制备复合电解液。组装的锂空气电池在低电流密度(0.01 mA/cm~2)下表现出较好的电化学性能,放电比容量可达2 960 mAh/g,比能量达到6 810 Wh/kg。     

离子液体作为锂离子电池电解液

合成了1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸(EMIBF4)和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸(BMIBF4),并采用DSC、线性扫描伏安等方法对它们的性能进行了研究.两种离子液体的电化学窗口在4.3 V左右.以EMIB4 1.0 mol/L LiPF6 5%亚乙烯碳酸酯(VC)为电解液的中间相炭微球(MCMB)/LiCoO2实验电池,在50次循环(C/15)后仍有91 mAh/g的放电比容量,表现出一定的循环能力.     

超级电容器用有机电解液的研究

介绍了一种有机电解液体系活性碳基超级电容器的制作过程,对比研究了6种不同的有机电解液,并组装成超级电容器,测试了其电化学性能.结果表明:Et4NBF4/PC体系适合作为超级电容器的电解液;LiPF6/PC、LiPF6/EC PC体系因发生分解反应,不适宜用于超级电容器.     

电解液对锂离子电池电化学性能的影响

在1mol/LLiPF6/(EC+DMC+EMC)(体积比1∶1∶1)电解液中加入不同体积比的亚硫酸丙烯酯(PS)制成不同的电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试研究了电解液对锂离子电池电化学性能的影响。结果表明:添加一定量PS,可改善电解液与石墨负极材料的相容性,提高锂离子电池的循环性能和低温性能。其中,电解液中PS含量为3%时,与不含PS的电解液相比,常温循环200周后电池容量保持率提高了8%;同一放电制度下低温-40℃的放电容量提高了4.9%。     

电解液纯化对锂离子电池负极电化学性能影响

运用电化学阻抗谱(EIS)、恒流充放电和循环伏安测试,研究了1 mol/L LiPF_6/(EC+DEC+DMC)(体积比1∶1∶1)电解液中4A分子筛除水处理对石墨电极电化学性能的影响。研究表明:石墨电极在经4A分子筛处理后的电解液中能形成性能优异的固体电解质相界面(SEI)膜,降低了SEI膜的阻抗,改善了石墨电极的循环性能,得到了更优异的电化学性能。     

电解液对TiO2混合电化学电容器性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备掺杂Ni、C改性的TiO2电极材料,并对材料的晶型结构、表面形貌及比容量、充放电效率、循环性能、阻抗、比能量和比功率等性能进行了研究.使用1mol/L MeEt3NBF4/PC电解液的电容器,具有良好的可逆性和稳定的循环性能.在500 mA/g的电流下,比容量为13.40mAh/g,放电比能量为24.12Wh/kg,比功率为1012.03W/kg.