适用宽温度范围的锂离子电池电解质溶液研究

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1、天津大学硕士学位论文适用宽温度范围的锂离子电池电解质溶液研究姓名：汪艳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：唐致远;张泽波20071201中文摘要本文针对锂离子电池在航天、航空、便携式电子设施等领域应用时，电池的工作温度不能满足使用要求，特别是在一20℃以下低温环境中的工作性能需要提高这一现象，通过优化电解液溶剂的组成，以实用化为目标，在保证电池电性能和安全性能的前提下，将电池的工作温度从一20℃～55℃拓宽至一40℃～55℃。在研究由环状的碳酸乙烯酯和几种脂肪烷基碳酸酯混合组成的三元及四元溶剂电解液体系在一40℃～55℃温度范围内的导电行为的实验中，发现由碳酸乙烯酯

2、(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)与1．0m01．I，1的LiPF6组成的四元有机电解液体系的电导率在低温一40℃环境下最佳，但其在高温55℃环境下则不令人满意。由EC+DMC+EMC(1：1：1)与1．0m01．L-1的LiPF6组成的三元有机电解液体系的电导率在一40℃～55℃范围内最佳。在研究电解液盐LiPF6的浓度对电解液体系在一40℃～55℃温度范围内的导电行为的影响实验中，发现由EC+DMC+EMC(1：1：1)与LiPF6组成的三元有机电解液体系，浓度为1．Om01．L-1的电解液在整个实验温度范围(一40℃～55℃)

3、内的电导性能最佳。以ICRl865锂离子电池为设计模型，采用EC+DMC+EMC(1：1：1)与1．Omol·L-1的LiPF6组成的三元电解液体系连续3批制备的ICRl865单体锂离子蓄电池，常温放电容量达到2060mAh；比能量达到178Wh·k旷1；一40℃时的放电容量为额定容量的47％，55℃时的放电容量为额定容量的100％；循环100次时电池容量为额定容量的93％，循环500次时放电容量为额定容量的80％；安全性检验和环境适应性检验合格，产品安全可靠。研制产品达到了预定的全部技术指标，满足了实用化要求。关键词：锂离子电池；宽温度范围(一40℃～55℃)；电解质溶

4、液；电性能；安全ABSTRACTT11ispaperaimsatsolVingmeworkingtemperature(especiallywhentemperaturelowerth狮—20℃)ofLi—ioncellc卸notmeetthe印plyingrequirementsofspaceflig址aViationandportableeIectronican撕rs．BeingtargetcdforpracticaIi坝theworkingtemperatureoftheLi—ioncellswaswidenedf．rom—20℃～55℃t0—40℃～55℃byop

5、timizingcomponentsolVentsystems．Tema叮&quarte订na巧componentsolVentsystemsbasedonthemixedsolventofcyclicethylcarbonateandseVeralaIiphaticalkylcarbonates觚dtheconductionbehaviorSinthe啪geof—40℃t055℃ofthes9elec仃olyteswerealsoinvestigated．Duringtheexperimem，conductanceofq呦rtemnarycomponentsolVent

6、SystemcomposedofEC，EMC&DECwith1．Omol·L『-1LiPF6wasthebestoneat—40℃，howeverwasnotsatisfiedat55℃．Tema拶componentsolVentsystemofEC+DMC+EMC(1：1：1)with1．Omol·L_1LiPF6hadthesatisfiedionconductiVitybelow—40℃and55℃．DuringinvestigatingtheconductionbehaViorsofelectT-olytescomposedofdif诧rentconcentrat

7、ionofthesolute(LiPF6)withsamesolventsystem，theEC+DMC+EMC(1：l：1)with1．0m01．L-1LiPF6showedexcellentconductionbehaviorintherangeof一40℃to55℃．TheICR1865cellsproduced3batchescontinuousIyusingtheelectrolytecomposedofEC+DMC+EMC(1：l：1)with1．Omol·L『_‘LiPF6coulddeliver2060mAha