LiTFSI-H2O作为水系锂离子电池电解液电化学性能的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文LiTFSI-H2O作为水系锂离子电池电解液电化学性能的研究硕士研究生：刘静指导教师：曹殿学教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：王贵领教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文LiTFSI-H2O作为水系锂离子电池电解液电化学性能的研究硕士研究生：刘静指导教师：曹殿学教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADi

2、ssertationfortheDegreeofM.EngLiTFSI-H2Oastheelectrolyteforstudyingelectrochemicalpropertiesofaqueouslithium-ionbatteryCandidate:LiuJingSupervisor:Prof.CaoDianxueAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemistryEngineeringandTechnologyDateofSubmission:January,2018Dateof

3、OralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知

4、识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日Li

5、TFSI-H2O作为水系锂离子电池电解液电化学性能的研究摘要水系锂离子电池具有安全环保和价格低廉等优点，展示出了广泛的应用前景，但是水系电解液的电压窗口被限制在1.23V以下,这限制了水系电池的能量密度。为了提升水系电池的电压窗口，本文选用一种新型基于双三氟磺酰亚胺锂（LiTFSI）高浓度的水系电解液，有效地扩大了水系电池的电压窗口，这将有利于提高水系电池的能量密度。同时，研究了不同水系电池电极材料在该电解液中的电化学性能以及电解液浓度对材料性能的影响，具体研究内容如下:研究了LiMn2O4正极材料在不同浓度的LiTFSI电解液中的电化学性能。循环伏安测试表明

6、，LiMn-1LiTFSI）；2O4的充放电电势区间分别为：0.4～1.2V（1、5和10molˑkg0.4～1.3V（15molˑkg-1LiTFSI）；0.4～1.4V（22molˑkg-1LiTFSI）。在15molˑkg-1LiTFSI电解液中，LiMn2O4展示出最佳的电化学性能。在该浓度0.1C倍率下，LiMn2O4的比-1；在0.1、0.5、1、2和3C时，LiMn-1容量达119.5mAhˑg2O4在15molˑkgLiTFSI电解液中同样具有最佳的倍率性能。在该电解液0.5C倍率下，LiMn2O4展示出出色的循环性能。循环400圈后，放电比容

7、量仍然能高达78.5mAhˑg-1，容量保持率为85%。通过离子交换方法制备出八面体分子筛结构镁锰氧化物（Mg-OMS-1）正极材料，研究高浓度水系电解液对其电化学性能的影响。对样品进行XRD、SEM和TEM表征后，组装成三电极体系进行电化学性能的测试。通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等测试方法对Mg-OMS-1在1、5、10、15和22molˑkg-1LiTFSI电解液中各方面性能进行测试。经过研究发现，通过CV曲线所获得Mg-OMS-1的电势区间分别-0.7～1.3V（1molˑkg-1LiTFSI）；-0.7～1.45V（5molˑkg-1LiTFSI

8、）；-0.7～1.5V（10molˑk