添加剂FEC对锂离子电池性能的影响

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1、电池工业第15卷第4期2010年8月添加剂FEC对锂离子电池性能的影响单毅敏，陆晓刚，杨赛(东莞新能源科技有限公司，广东东莞523808)摘要：采用恒流充放电法和循环伏安法研究了FEC对PC基电解液与石墨负极(改性人造石墨(MAG)和LiCoO正极体系相容性的影响，使用DSC～TG法分析了FEC对LiCo0的热稳定性影响。初步探讨了FEC对PC基电解质与MAG相容性的影响机理。GC／MS结果表明，FEC的添加使MAG电极表面形成一层稳定的固体电解液相界面(SEI)膜，抑制了PC共嵌，并使循环性能得到改善。DSC结果分析表明，FEC使L

2、iCoO在电解液中的热稳定性降低，但优于EC基电解液。关键词：氟代碳酸乙烯酯；锂离子电池；热稳定性；固体电解液相界面膜中图分类号：TM912．9文献标志码：A文章编号：1008—7923(2010)04-0210～04EffectoffluoroethylenecarbonateadditiveontheperformanceofLi-ionbatterySHANYi-min，LUXiao—gang，YANGSai(DongguanAmperexTechnologyCo，Ltd．，Dongguan，Guangdong523808,Ch

3、ina)Abstract：TheinfiuenceoffluoroethylenecarbonatefFEC1asadditiveonPC—basedelectrolytewithgraphiteanodeandLiCo02cathodewasstudied．GalavanostaticchargeanddischargeanddQ／dUwereusedtostudytheinfluenceofFEConcompatibilityofelectrolytesolutionwithelectrodes．DSCwasusedtostudy

4、theeffectofFEConthethermalstabilityofLiCoO，．TheinflueneeofFEConeompatibilityofPCbasedelectrolytesolutionwithMAGanodewasprimarilystudied．GC／MSresultsshowedthataddingFECcouldformstableSEIonthesurfaceofMAGandsuppresstheCO—intercalationofPCingraphite．whichcouldgreatlyimprov

5、ethecyclicperformance．DSCresultsshowedthatFECcouldslightlydecreasethethermalstabilityofLiCoO，inelectrolyte，butwasstillbetterthanECbasedelectrolyte．Keywords：fluoroethylenecarbonate；Li-ionbattery；thermalstability；SEI锂离子电池的市场对能量密度的要求越来越可逆分解起催化作用，导致了碳材料的电化学性能高，高比容量、高压实密度的石墨

6、成为研究的热点。退化，严重影响锂离子电池的性能。高比表面积的石碳材料表面存在有一些不规则结构，对电解液的不墨具有更多的化学反应活性点，在充放电过程中，石墨电极和电解液界面会形成一层固体电解液相界面收稿日期：2010-03—07作者简介：单毅敏(1983一)，男，湖南省人，硕士；主要研究方向电池膜fSEJ膜)，由于石墨和电解液的反应界面增加更趋材料。于不稳定状态。研究表明，SEI的稳定性决定了锂离Biography：SHANYi—rain(1983～male，master．210Vo1．15N0．4Aug，2010电池工业单毅敏，等：添

7、加剂FEC对锂离子电池性能的影响由图2可见，添加2％wtFEC使电池450次循环3·O的容量保持率约从60％提升到85％，循环性能得到2．52．0改善。对于FEC的作用机理，R．Mogit~指出，FEC本毫1．5身不含乙烯基团，但是它可以通过失去一个HF分子窝1．0Q0形成VC分子，发生分解反应：FECHVC+HF，其分．50．0解产物VC作为一种成膜添加剂，它可以改善电池快1oo150200250300350400450℃充以及低温性能。HF能够有效抑制锂枝晶的形成，改善低温性能。为了进一步验证SEI膜在循环过程中的稳定如g性，对5

8、00次循环完成的电芯满充至4．20V进行高暑温60cC存储48h，对存储完电芯气体作GC／MS分Q析，如图3所示。气体分别为CO：、CO、CH6、CH和C：H，根据气体产生原理嘲可知，以上气体均为氧化性气体，不存在PC共