高电压licoo2电池用功能电解液的研究

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1、万方数据硕士学位论文目录3．5．1循环伏安实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯243．5．2噻吩对LiC002高电压电化学性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一253．5．3噻吩对LiC002表面形貌及成分的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．303．5．4不同基团取代的噻吩衍生物对LiC002高电压电化学性能的影响⋯一323．5．5复合添加剂对LiC002高电压电化学性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一373．5．6噻吩及其衍生物对负极材料电化学性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯403．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424氟代碳酸乙烯

2、酯高电压电解液的性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一444．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．444．2结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．2．1理论计算方法评估溶剂的氧化稳定性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．2．2FEC对电解液物化性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．454．2．3FEC对钴酸锂材料表面形貌、成分及结构的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．464．2．4FEC对LiC002／Li电池电化学性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．514．2．5FEC对LiC002／石墨电

3、池高电压电化学性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一544-3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯565结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．58参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一60攻读硕士学位期间主要成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一69致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯70VIII万方数据硕士学位论文1文献综述1．1引言电池自1799年被Volta发明以来，作为实现电能与化学能之间相互转换的器件，经过两个多世纪的发

4、展其种类和数目不断增加，应用范围覆盖了现代生活的各个领域，成为人类历史上最伟大的发明之一。全球经济的急速发展所引起的传统石化能源枯竭和环境污染等问题日益突显。为实现人类的可持续发展，寻找绿色、经济及可再生的新能源体系成为21世纪的关键任务。然而，以太阳能、风能及潮汐能等为代表的新能源存在间歇性不稳定供电的缺点，因此开发高效的能量储存与转换媒介是人类实现有效利用和发展以上新型可再生能源的首要条件。相对于传统的Lead．acid、Ni．Cd、Ni．MH等二次电池(表1．1)，锂离子电池因具备高工作电压，高比能量和比功率、自放电小、无记忆效应、循环稳定性好和绿色环保等

5、优点，自上个世纪90年代由Sony公司商业化以来便快速占领了移动电子设备电源的主要市场，并不断向电动工具、航模、储能电站、HEV及EV等大型动力电池市场扩展⋯。在Li．S、Li—02或Li．polymer等新型二次电池的材料制备及电化学原理研究取得突破性进展之前，锂离子电池将持续占领储能电源市场的主导地位。表1．1不同二次电池体系性能对比a：Removedfrommarketbecauseoffires；b：Notyetcommercialized万方数据硕士学位论文1文献综述锂离子电池是一种Li+浓差电池，其关键材料包括正极、电解液、隔膜和负极(如图1．1)[

6、21。正负极材料由不同的能脱嵌Li+的化合物构成，在充、放电过程当中，Li+经由电解质在两个电极之间往还脱嵌，而电子则通过外电路流通以确保两个电极上的电荷平衡，因此被形象地称为“RockingChairBatteries”。在正常充放电过程中时，锂离子在层状结构的C材料和氧化物层间嵌入和脱出，只引起材料层间距的变化，而不会破坏材料的晶体结构，正负极材料的化学结构基本稳定。因此从充电反应的可逆性看，锂离子电池是一种理想的可逆反应。【3。4】图1．1锂离子电池结构、工作示意图锂离子电池的电化学性能与组成其电极的嵌入化合物及Li+浓度有密切关系，其中正极材料是决定比能

7、量、比功率和成本的主要因素。正极材料主要分为三类，其比容量及工作电压范围如图1．2所示：1)具有二维层状0【．NaFe02型结构的LiM02化合物(其中M是Co、Ni、Mn等过渡金属元素)，典型代表材料有LiC002、LiNixCoyMnz02(x+y+z=1)【孓6】和富锂锰基化合物(xLi2Mn03·1-xLiM02)【7‘8J等；2)具有尖晶石结构的LiM204化合物，典型代表材料有LiMn204和LiNio．5Mnl．504和LiCr0．5Mnl．502等⋯oJ；3)具有橄榄石结构的磷酸盐系化合物，如LiFeP04、LiNiP04和Li2V3(P04)3

8、等‘ll-14]。随着锂