电解液添加剂FSOB对LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2/石墨全电池性能的影响
2021-06-30范伟贞曹哥尽
范伟贞,曹哥尽
(广州天赐高新材料股份有限公司,广东 广州 510760)
随着电动汽车的快速发展,行业内对锂离子电池的需求越来越大[1-2]。镍钴锰三元材料(LiNixMnyCozO2,简称NCM,其中x+y+z= 1)的能量与成本优势明显,具有极大的发展前景[3]。但是高温、低温等极端使用场景的苛刻条件仍然阻碍着这种材料(特别是NCM811)的应用。选用合适的电解液添加剂是解决该问题的有效途径之一[4-7]。本文将氟磺酰基氧基苯(FSOB)作为电解液添加剂用于NCM811/石墨全电池,希望可以拓宽锂离子电池的应用范围。
1 实验
1.1 电解液制备
使用广州天赐高新材料股份有限公司生产的电池级1 mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)/EC∶EMC(EC为碳酸乙烯酯,EMC为碳酸甲乙酯,二者的质量比为1∶2),向其中添加1%(质量分数,下同)碳酸乙烯酯(VC)和1% 1,3-丙烷磺酸内酯(PS),得到基础电解液。向其中分别添加0.5%、1.0%和2.0%的FSOB,得到不同FSOB质量分数的电解液。溶剂、锂盐与添加剂都由广州天赐高新材料股份有限公司生产。
1.2 电池制备
在惰性气氛的手套箱中,按3 g/(A·h)的用量,向NCM811/石墨软包电池(广州天赐高新材料股份有限公司提供)中分别注入不加添加剂和加了0.5%、1.0%或2.0% FSOB的电解液。
1.3 电化学测试
将注完电解液的NCM811/石墨软包电池置于45 °C的环境下,施加3 kg的压力,进行倍率充放电(0.1C/0.2C/0.5C/1C,1C= 1750 mA·h),以充分活化电池。然后在新威充放电机上进行循环测试。常温循环在温度25 °C、电压3.0~4.2 V的条件下以1C的电流进行充放电;高温循环在45 °C下进行,其测试步骤及电压、电流设置与常温循环相同;低温循环在-10 °C和3.0~4.2 V的电压范围内以0.2C的电流充电,0.5C的电流放电。低温放电测试在-20 °C下,以0.5C的电流放电至3 V。……
