浅谈18650s锂离子电池动力性能的研究

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1、⑧天摩大薯中国近代第一所大学硕士学位论文■■■■■^■●0_

2、11■：-爿j0一■：■■■¨0■■_学科专业：应用化学作者姓名：管借安指导教师：唐致远教授天津大学研究生院2005年12月中文摘要锂离子电池是电动汽车或电动工具的首选能源。由于现成的18650电池制备工艺很成熟，主要用作笔记本电脑的外部电源，根据市场对动力电池的需求，本论文主要工作是将圆柱型18650S锂离子电池应用于动力系统方面，重点研究了适合18650S动力型锂离子电池的电解液体系，18650S动力型锂离子电池倍率放电和循环性能的各种影响因素以及电池的安全性问题。通过对电池体系的改进，提高了

3、锂离子电池的动力性能。电解液体系的研究主要是从现有的几种EC基和PC基电解液出发，通过组装成R2032扣式电池，分别研究了不同电解液组分对充放电性能的影响以及电解液组分和化成制度对循环性能的影响。此外，还借助扫描电镜，傅立叶红外光谱以及循环伏安和交流阻抗等电化学手段表征了SEI．膜的形貌，组成及电化学特性，并推测了可能的$EI膜成膜反应。最后利用三电极体系测试了电解液的电化学窗口，比较了电解液的抗氧化性以及组装成自卷4锰酸锂半电池测试了正极材料在选定电解液中放电容量和循环性能。最后确定1MLiPF6-EC／DMC／EMC作为18650S动力型锂离子的电解液体

4、系。18650S动力电池的倍率放电和循环性能的提高主要从电池工艺设计和电解液添加剂两个方面着手。电池工艺设计主要通过多极耳电极设计方式和改变极片的面密度来提高倍率放电和循环性能，而电解液的改进则是在选定的电解液体系基础上加入改善电池循环性能和高温性能的添加剂，来达到改善电池倍率放电和提高电池循环性能的目的。此外，还借用扫描电镜，傅立叶红外光谱以及循环伏安和交流阻抗等电化学手段研究了成膜添加剂的成膜特性。18650S动力电池的安全性研究主要集中在电池的耐过充和热稳定性两个方面，通过LiC002电池的对比，体现出自制LiMn204作为锂离子动力电池正极材料安全性

5、方面的优势。此外。在研究电池的耐过充性方面，通过加入防过充添加剂进一步改善了LiMn204锂离子动力电池的安全性。关键词：锂离子动力电池，18650电池，电解液添加剂，循环性能，安全性能AbstractLithium-ionbatterieshavebecometheattractivefortheapplicationofelectricvehicles(Ev)andelectrictools．Themainapplicationsof18650Slithium-ionbatteryisthepowerdevicetoE-book,becauseofits

6、matureprocess,accordingtotheconnnandofthemarketing,themainworkofthispaperisaimtothehigh-powerapplicationofthecylinder18650S，thekeypoimisfocusingonthesuitableelectrolytesystemfor18650Shigh-powerbatteries，thefactorsthatinfluencethehighcapacityratedischargefeatureandcyclingperformance

7、andtheissueofthe18650Shigh-powerlithium-iononsafety．Improvingthehigh-powercharacteristicsofbatteriesbymodifyingtherelatedsystem．TheResearchofelectrolytesystemismainlybasedonseveralECandPCsolventstofindtheinfluenceofdifferentcomponentelectrolytestocharge—dischargecharacteristics，the

8、influenceofformingsystemordifferemcomponentelectrolytestocyclingperformancebyassemblingR2032coinbatteries．Inaddition,wema：kecharactarizationtothem．Lrfacemorphology,componentattributionandelectrochemicalfeaturebySEM，FTIR,CVandEIS．Thencomparingtheanti—oxidizationofdifferentelectrolyt

9、esbyusingthreeelectrodet0t