动力电池负极材料和电解液体系介绍

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1、提纲第一章、锂离子可逆充放电电池简介第二章、富锂锰基正极材料动力电池成为焦点和靓点第三章、富锂锰基动力电池电解液匹配技术的研究进展和应用现状第四章、富锂锰基动力电池负极材料匹配技术研究进展和应用现状第五章、本工作结论第一章、锂离子可逆充放电电池简介1、锂离子可逆充放电电池组成2、锂离子可逆充放电电池工作原理2、锂离子二次电池的工作原理富锂锰基锂离子电池的工作原理充电时，锂离子和电子从正极移动到负极，电能转化为化学能。放电时相反：锂离子和电子从负极移动到正极，将化学能转化为电能。Li2MnO3·LiMO2C第二章、富锂锰基动力电池成

2、为焦点和靓点1、富锂锰基正极材料家族介绍2、与磷酸铁锂相比富锂锰基动力电池的优势1、富锂锰基正极材料家族介绍富锂锰基正极材料家族是以Li2MnO3为基的复合材料化学通式：Li2MnO3·LiMO2M=Co,Ni,FeorNi0.5Mn0.5,……etc层状层状+=层状2、与磷酸铁锂相比富锂锰基动力电池的优势第三章、富锂锰基动力电池电解液匹配技术的研究进展和应用现状1、富锂锰基动力电池电解液的组成及重要性能2、电解质常见缺陷和失效机制3、对电解液性能改善的关键技术正极材料1、富锂锰基动力电池电解液的组成及重要性能添加剂溶剂锂盐电解液

3、组成（1）电解液的组成LiBF4：低温性能比较好，但是价格昂贵和溶解度比较低；LiPF6：综合性能比较好，缺点是易吸水水解；LiAsF6：综合性能比较好，但是毒性太大；LiClO4：综合性能比较好，但是强氧化性导致安全性不高；环状碳酸酯链状碳酸酯羧酸酯1、富锂锰基动力电池电解液的组成及重要性能1）电导率高。要求电解液黏度低，锂盐溶解度和电离度高，Li+导电迁移数高；2）稳定性好。物理稳定性好，要求电解液具备高的闪点、高的分解温度、低的电极反应活性，搁置无副反应、时间长等；化学稳定性好，界面稳定，具备较好的正负极材料表面成膜特性，能

4、在前几周充放电过程中形成稳定的阻抗固体电解质中间相（solidelectrolyteinterphase,SEI膜）；3）电化学窗口宽。能够使电极表面钝化，从而在较宽的电压范围内工作；（2）电解液的重要性能2、电解液常见缺陷和失效机制（1）过充反应锂离子电池过度充电对正极材料造成永久性破坏；电池内部过热，容易造成火灾或爆炸。（2）受热反应大部分电解液受热易分解，造成电池内部过热，且产生压强，容易造成的爆炸或燃烧。3、对电解液性能改善的关键技术采用添加剂！常用电解液添加剂及其功能：（1）控制电解液中酸和水含量的添加剂（2）阻燃添加剂

5、（3）过充保护添加剂（4）离子导电添加剂（5）成膜添加剂亚硫酸丙烯酯（PS）无机纳米氧化物联苯磷酸三甲酯（TMP）六甲基二硅烷（HMDS）第四章、富锂锰基动力电池负极材料匹配技术研究进展和应用现状炭材料具有与富锂锰基材料相似的层状结构，有利于锂离子的移动，其电化学性质稳定。因此，炭材料是富锂锰基正极材料动力电池应用最多的负极材料。1、石墨材料人造石墨可直接作为负极材料使用，天然鳞片石墨需要改性处理后才能用作负极材料。（1）天然鳞片石墨性能优化的研发方向：1）机械研磨；2）氧化处理；3）包覆；4）金属插层。负极材料匹配技术-炭材料包

6、覆后天然石墨的的充放电效率从73.0%提高到86.2%（2）人造石墨有机物是合成各种人造石墨的碳源，在将各种有机物合成人造石墨时，其合成过程可划分为如图。首次放电容量240mA·h/g，充放电效率为96%2、无序炭无序炭的充放电曲线如下图：第二次循环充电容量1400mAh/g第二次循环放电容量700mAh/g第一次循环充电容量2300mAh/g第一次循环放电容量1400mAh/g两次循环中容量衰减严重，一般不采用无序炭！第五章、总结对富锂锰基动力电池正极材料的调研结论如下：1、富锂锰基材料是以锰酸锂为基的复合材料；2、富锂锰基材料

7、由Li2MnO3和LiMO2两部分组成，其中M主要是过渡金属，使该材料来源丰富，且运用成本低，因此具有较好的发展前进；3、富锂锰基动力电池与目前运用较多的磷酸铁锂相比具有放电比容量大，单位能量密度比高，标准电压高等多方面的优势，因此，富锂锰基动力电池是未来锂离子动力电池发展的重要方向。第五章、总结锂盐是六氟磷酸锂，溶剂是碳酸酯，5种关键添加剂已确定。富锂锰基动力电池电解液匹配技术研究结论富锂锰基动力电池电解液匹配技术最新研发方向1、拓宽工作温度范围。分类提出不同温度性质的解决方案，如：高温需要采用氟代酯醚、新锂盐、离子液体（熔融盐

8、）来提高。低温电解质体系需要采用熔点较低的腈、醚类体系，固体电解质具有较好的高温工作性能，但低温性能可能较差，因此高温工作条件下可以采用固体电解质。2、延长电池寿命。需要通过游离过渡金属离子捕获剂、SEI膜成膜添加剂等来实现对SEI膜组成与结构的精