5v锂离子电池高电压电解液研究

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1、硕士学位论文5V锂离子电池高电压电解液研究作者姓名：王青磊指导教师:王敏研究员中国科学院青海盐湖研究所李法强副研究员中国科学院青海盐湖研究所学位类别:工程硕士学科专业:材料工程研究所:中国科学院青海盐湖研究所2016年5月TheResearchofHighVoltageElectrolytefor5VLi-ionBatteriesByQingleiWangDirectedbyProfessorMinWangandFaqiangLiADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcadem

2、yofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringQinghaiInstituteofSaltLakesChineseAcademyofSciencesMay,2016关于学位论文使用权声明任何收估和保管本论义各种版本的单位和个人，未经者作ｆ义人巧Ｌ：权、抄录、拍照、或Ｕ壬何方式化播。，不得将本论文转借他人并复印－引起行碍署作权人著作权益之问题，将可能承巧法巧责任否则，关于学位论文使用授权的说明本人完全了

3、解中国科学院靑海盛湖所有义巧任、使用学位论义的，允许巧规法，即：中国科学院青海盐湖所行权保留学位论文的副本内论文被您阅；中国科学院靑海盐湖所可公布该论文的令部或部分。容．采ｍ影印、缩印或其它复制手段保存该论文）（涉密的学位论文化解密后应遵守此规定：朋：签名：＾＾＾哥师签打２关于学位论文原创性声明，独立进本人郑重声明：所里交的学位论文是本人化导师指导下．斤研巧下作所取得的化果。尽我所知，除文中ｄ经注明引用的内容外内容。巧木论义本学位论文的研究化果不包含任何他人享有者作权的所涉及的研究工作做出贡献

4、的其它个人和集体，均么文中明桃！力式标明。：么閒户＜＾签名：导师签枉２７摘要近几年，电动汽车及混合动力汽车的发展越来越快，市场对动力电池的需求也越来越大。高电压平台的锂离子电池有着较高的能量密度与功率密度，是动力电池的发展方向之一。传统的商业化碳酸酯电解液在高电压下易分解，限制了高电压锂离子电池的发展，因此研究适用于高电压锂离子电池的高电压电解液具有重要意义。本文研究了添加剂和电解质锂盐对电解液在高电压下的性能的影响。添加剂方面，合成了乙基甲氧基乙氧基乙基砜（EMEES），以EMEES为添加剂，研究了不同含量的添加

5、剂对Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池电化学性能的影响。电解质锂盐方面，研究了高电压下(三氟甲基磺酰)亚胺（LiTFSI）对集流体铝箔腐蚀的状况，通过添加二氟草酸硼酸锂（LiODFB）抑制腐蚀，探究了抑制腐蚀机理；并研究了混盐LiTFSI-LiODFB基电解液在Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池中的电化学性能；考虑到混盐LiTFSI-LiODFB基电解液的实际应用，又研究了混盐基电解液同商业化正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）和钴酸锂（LiCoO2）的相容性。首先，通过三步法合成乙基甲氧基乙氧基乙基砜（EMEES），并对每一

6、步产物进行表征与纯度分析；然后以EMEES为添加剂，探究了不同含量的添加剂对Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池电化学性能的影响，结果表明当添加0.5wt%时，能有效提高Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池的循环稳定性。其次，研究了25℃4.2V、60℃4.2V、25℃4.95V、60℃4.95V恒压充电7天后，LiTFSI对集流体铝箔的腐蚀状况，及LiODFB含量对腐蚀的影响；同时对LiODFB的抑制腐蚀机理进行了探究；结果表明可能是少量LiODFB分解生成的B-O化合物限制了LiTFSI基电解液对集流体铝箔的腐蚀。然后，研究

7、了混盐LiTFSI-LiODFB基电解液在Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池中的电化学性能，结果表明LiTFSI0.5-LiODFB0.5基电解液电池具有最佳的循环稳定性，优于六氟磷酸锂（LiPF6）基电解液电池。最后，研究了25℃和60℃条件下，混盐电解液在Li/LiFePO4和Li/LiCoO2电池中的电化学性能，结果表明25℃和60℃条件下的最佳配比分别为LiTFSI0.6-LiODFB0.4和LiTFSI0.4-LiODFB0.6，电池循环稳定性和倍率性能均优于LiPF6基电解液电池。I关键词：锂离子电池；电解液；乙基甲

8、氧基乙氧基乙基砜（EMEES）；双(三氟甲基磺酰)亚胺（LiTFSI）；二氟草酸硼酸锂（LiODFB）IIAbstractInrecentyears,themarketdemandforpowerbatterypowerisgrowi