双氟磺酰亚胺锂对三元材料锂离子电池性能的影响①
2017-03-28尚晓锋吴凯卓王美
尚晓锋,吴凯卓,王美
(朝阳光达化工有限公司,辽宁,朝阳122000)
锂离子电池因具有较高的能量密度、绿色环保,在电动汽车领域的应用逐年增长。电解液是电池的四大组成部分之一,显著影响着锂离子电池的倍率性能、高低温性能、循环性能和安全性能。LiPF6因其价格低廉、离子传导能力高、溶解性好等优点目前仍是商业化电解液应用最多的锂盐,但LiPF6热稳定性较差,对水非常敏感易分解产生HF,而HF又是造成电池性能衰减的重要原因[1],因此寻找一种新型锂盐取代LiPF6或作为添加剂使用能够改善LiPF6的缺点成为目前研究的热点之一。
双氟磺酰亚胺锂(简称LiFSI),具有高安全性、高稳定性、高电导率以及电化学窗口宽等诸多优点[2],近几年受到了广泛的关注,但LiFSI对铝箔具有腐蚀性,这限制了其应用。Abouimrance A等[3]合成并研究了LiFSI对铝金属的腐蚀性,LiFSI腐蚀铝金属的电位为3.3V比LiTFSI的3.7V腐蚀电位还要低,导致其腐蚀性的原因可能与C-S键的存在有关,当存在C-S键时可通过加入其他锂盐来钝化铝箔。因此本文将LiFSI和LiPF6作为混合锂盐使用,抑制各自的缺点的同时发挥其优点,研究其对三元材料锂离子电池各项性能的改善作用。
1 实验
1.1 电解液的配制
以LiPF6(日本森田化工有限公司)和LiFSI(日本触媒公司)为电解质锂盐,以碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)为有机溶剂。在充满高纯氩气的手套箱(水、氧含量均小于0.1ppm)中分别配置电解液A:1.0 mol/L LiPF6/(EC/EMC/DMC)(质量比为1∶1∶1)和电解液B:0.8 mol/L LiPF6+0.2 mol/L LiFSI/(EC/EMC/DMC)(质量比为1∶1∶1)。使用卡尔费休水分测定仪(梅特勒-托利多DL32)和酸碱滴定法测试电解液的水分和HF含量,达到标准后方可使用。……
